Universidad Nacional de Misiones Facultad de Ingeniería

Universidad Nacional de Misiones
Facultad de Ingeniería
“PLANIFICACIÓN Y CONTROL DE LA PRODUCCIÓN”
TEMA: “Planificación y Control a muy Corto Plazo”
Autor: SCHMIDT, Paulo Andrés.
Febrero de 2007
Índice
Título
Página
Resumen
Abstract
02
02
Introducción
03
Programación de operaciones
05
La asignación de carga a talleres
07
Aproximación de prueba y error: Gráficos de Carga
08
Métodos optimizadores
10
El método de los Índices
10
Secuenciación
12
Reglas de prioridad para Centros de Trabajo únicos
12
Reglas de prioridad para Centros de Trabajo múltiples
13
Conclusión
15
Bibliografía
16
El autor
17
1
Resumen
El presente trabajo se basa en una revisión bibliográfica de diferentes obras relacionadas con la
planificación y el control de la producción a muy corto plazo.
Se abordan temas como la
planificación de operaciones, asignando recursos para un determinado período de tiempo, en la
realización de una serie específica de tareas. También, la asignación de carga a talleres, que es
una herramienta con la que se ordenan los pedidos en los diferentes equipos, respetando
determinadas condiciones.
Otro tema abordado, es la secuenciación de las operaciones de
producción en función de las prioridades de paso de los diferentes pedidos por los centros de
trabajo. Por último, se analizan en profundidad las reglas de prioridad, las que se determinan
respetando una serie de criterios a seguir.
Palabras Clave: “Planificación y Control a muy Corto Plazo; Operaciones de producción; Carga de
talleres; Secuenciación; Reglas de Prioridad”
Abstract
“This assignment is based on a bibliographic revision of different Works related to the
Plan and Control of Short Term Production. It goes through subjects like preparation of
actions, supplying resources for the realization of a specific series of activities in a
predetermined period of time. It also refers to the Provision of Work to the Mill, which is
a device that the orders are organized with in the different machines according to
certain rules. Besides, it contains the Sequencing of Production Operations following
the steps of different orders through the work stations. Finally, there is a deep analysis
of the Rules of Priority, following step by step a previously fixed procedure”.
Key Words: “Plan and Control of Short Term Production; Production Operations; Provision of Work
to the Mill; Sequencing; Rules of Priority”
2
Planificación y Control a muy Corto Plazo
Introducción
Luego de una revisión de la bibliografía a disposición referente a Planificación y Control a de la
Producción puede abordarse el presente análisis del tema “Planificación y Control a muy Corto
Plazo”.
En toda organización productiva; tanto continua como por pedidos, y de servicios, a la luz del Plan
de Negocios, la Planificación agregada de la producción establece los parámetros agregados de
producción y capacidad necesaria. De manera un poco más minuciosa, se establece el Programa
Maestro de Producción con horizontes de tiempo acotados como máximo a los meses próximos,
en el que se planea la capacidad aproximada. Con esto se alimenta al Plan de requerimiento de
Materiales donde de manera más minuciosa aun, se planea en detalle la capacidad que implicaran
las tareas de producción.
Con mucho más detalle y de manera más palpable, aparecen en el proceso de planeación,
actividades denominadas “Control de piso” [Adam & Ebert (1991)].
Éste expresa una idea
referente a como luego de aplicadas las tareas de piso, los planes de producción se
complementan para lograr los objetivos productivos. Otros autores prefieren llamar “Decisiones de
piso de taller” [Gaither & Frazier (2000)], a la secuencia en que se producirán las ordenes dentro
de cada centro de trabajo y las asignaciones de estas ordenes a cada máquina dentro de los
mismos, “Gestión de talleres” [Domínguez Machuca et al (1995)], a todas las actividades
cotidianas que tienen como objetivo elaborar programas, evaluaciones y controles de la
producción para satisfacer el Programa Maestro conjugando capacidad disponible y máxima
eficiencia, “Programación de talleres de trabajo” [Meredith (1999)] que enfoca ese concepto
directamente con las prioridades de secuenciación, recursos gráficos (Gantt) y de programación
de estaciones de trabajo múltiples (producción hacia delante y hacia atrás), “Programación del
centro de trabajo”, donde “Un programa es un horario para ejecutar las actividades, utilizando los
recursos o asignando las instalaciones” [Chase & Aquilano (2000). Pág. 680]; o “Programación y
control de la producción” [Monks (2003)] a algunas técnicas administrativas que conjugan
capacidad y prioridad para programar y controlar las actividades productivas. Sin embargo, es
[Krajewski y Ritzman (2000)] quien sobre el mismo tema prefiere discriminar a la programación, de
manera muy clara en “Programación en Manufacturas” y
“Programación en Servicios”.
Sin
alejarse mucho de lo que los autores citados profesan, la programación de operaciones se ocupa
básicamente de lograr la manera optima de utilizar capacidad existente respetando restricciones
de producción y adecuándose a la demanda menos previsible en las actividades de servicios.
Es evidente que a la hora de cumplir con el Plan Maestro de Producción, van a aparecer
diferencias entre los valores planificados y los valores de los resultados obtenidos. Es por esto
que en esta etapa de “control de piso” múltiples aspectos de la actividad cotidiana deben ser
revisados en profundidad. De esta forma y en función de las divergencias que se observen, se
extraerán conclusiones y se adoptarán las medidas correctoras pertinentes. Todo en un marco de
3
retroalimentación entre las diferentes instancias de planificación adoptadas.
Siguiendo a
[Domínguez Machuca et al (1995)], puede expresarse que es crucial verificar cantidades de ítems
realmente obtenidas en producción, discriminando el porcentaje de piezas defectuosas, la
eficiencia y el rendimiento de cada uno de los centros de trabajo involucrados (utilizando como
unidad común a las horas estándar h. e.). Además, deben manejarse con precisión los plazos de
entrega,
tiempos de reaprovisionamiento, cuellos de botella, etc.
Únicamente así podrán
identificarse estrictamente los defasajes que hubiere entre lo ideado y lo realmente obtenido.
Un resumen de información corriente (datos) publicado en [Monks (2003). Pág. 281] se detalla en
la siguiente tabla:
Datos de Prioridad
Datos de Capacidad
Información
de
Planeación
Nro. De artículo y descripción.
Tamaño del lote y tiempo de entrega de
producción.
Cantidad disponible, asignada o en proceso.
Nro. Y capacidad de los centros de trabajo (CT).
Centros de trabajo alternativos.
Eficiencia, utilización y tiempos de espera.
Información
de
Control
Nro. De órdenes internas.
Prioridad y fecha de entrega.
Cantidad ordenada y balance.
Cantidad terminada, desechada y gastada.
Nro. De operación.
Tiempo de arranque y corrida.
Cantidad realizada y desechada.
Fecha por entregar y tiempo de entrega disponible.
Tabla I: Planeación y control de datos para control de actividades de producción.
(Fuente: MONKS, Joseph G. “Administración de Operaciones” (2003). Pág. 281.)
Estas actividades de ejecución y control pueden detallarse, según [Adam & Ebert (1991)] como:
•
Carga
Cada trabajo debe tener sus especificaciones de productos y su trayectoria a
través de los distintos centros de trabajo. A medida que el trabajo va pasando a través de
las diferentes maquinarias, va estableciéndose la parte de la carga que le corresponde a
la siguiente máquina en el proceso (esto se conoce como carga de taller o carga de
máquinas).
•
Secuencia Esta etapa establece las prioridades para los trabajos en las líneas de espera
de los centros de trabajo. Esta secuencia especifica el orden en que serán procesados los
trabajos pendientes.
Requiere de la aplicación de una regla de asignación de las
secuencias de prioridades.
•
Programación detallada Incluyen fechas de inicio de las órdenes de trabajo, empleados
y materiales, también los trabajos terminados que deben estar listos en cada centro de
trabajo.
•
Fluidez
Al llevar a cabo el seguimiento del avance de un trabajo, se requieren acciones
especiales para que se transite por las diferentes máquinas. Las interrupciones en las
operaciones de manufactura o de servicios (falla de equipos, falta de materiales, cambios
de último momento en las prioridades) ocasionan desviaciones en los programas de
producción.
Algunas veces es necesario que algún trabajo importante se maneje con
base en una solución especial.
•
Control de insumos y productos (capacidad a corto plazo) Los programas de
producción implican cierta capacidad de producción para cada centro de trabajo.
Su rendimiento, como se sabe, puede no coincidir con lo que se espera, por lo
4
que debe efectuarse un seguimiento de la utilización real del centro de trabajo, mediante
el empleo de los informes insumo/producto.
En caso de existencia de discrepancias,
pueden realizarse ajustes para mantener el rendimiento en los niveles deseados.
Programación de operaciones
Según [Domínguez Machuca et al (1995)] la Programación de Operaciones “tiene por objeto
determinar qué operaciones se van a realizar sobre los distintos pedidos, durante cada momento
del horizonte de planeación, en cada centro de trabajo, de forma que, con la capacidad disponible
en cada uno de ellos, se cumplan las fechas de entrega planificadas, empleando el menor
volumen de recursos en inventarios posible” [Domínguez Machuca et al (1995). Pág. 295].
“Los programas de operaciones son planes a corto plazo elaborados con el fin de poner en
práctica el programa maestro de producción.
La programación de operaciones se enfoca en
encontrar la mejor forma de usar la capacidad existente, tomando en cuenta las restricciones
técnicas para la producción” [Krajewski y Ritzman (2000). Pág. 762].
Por otra parte y de manera más simple, [Meredith (1999)] se refiere a la programación de
operaciones expresando “el trabajo en un taller se hace según especificaciones, más que para
existencias y por lo tanto, se asocia con fechas críticas y de vencimiento” [Meredith (1999). Pág.
521].
Como puede observarse, de la basta bibliografía consultada, son estos los autores que
demuestran con mayor claridad la introducción a la programación de las operaciones de
producción. Otros tratados referentes, directamente se introducen en las herramientas utilizadas
por el programador de las operaciones para sacar mayor provecho de los recursos, implicando el
mínimo posible de tardanzas para realizarlos. Estas herramientas son “el secuenciamiento, las
reglas de prioridad y la programación hacia delante y hacia atrás”.
Otro recurso gráfico ya
mencionado que abordan algunos autores es el diagrama de Gantt. Estas técnicas y herramientas
serán analizadas en breve, luego de concluir con las introducciones conceptuales pertinentes.
El proceso de programación de las operaciones es característica propia del tipo de configuración
productiva en la que se base la empresa en cuestión (para el caso de una industria).
El
planificador puede encontrarse por ejemplo frente a un tipo de configuración por proyecto,
configuración continua, o por lotes.
Específicamente, al tratarse de una configuración continua, la programación se vuelve
enormemente básica, respecto a la programación en una configuración productiva por lotes, ya
que suele fabricarse para inventario.
De esta forma, siempre son empleadas las mismas
instalaciones con el fin de obtener el mismo producto, con máquinas dispuestas en línea o “en
cadena”. Cada máquina realiza siempre la misma operación y éstas son programadas una sola
5
vez, al inicio del proceso. De ahí en más, solo resta controlar el ritmo de producción y en caso de
ser necesario, efectuar actividades de programación si la producción es interrumpida al final de
una jornada o el ritmo de la misma deba ser corregido.
Ocurre algo sumamente diferente al tratarse de una configuración productiva por lotes. Aquí,
cada centro de trabajo es utilizado para la obtención de lotes de diferentes artículos. Entonces,
tras la conclusión de un determinado pedido, todo el centro de trabajo debe detenerse y
reconfigurarse para encarar el siguiente lote.
productiva son [Krajewski y Ritzman (2000)]]
Sobre estas características de distribución
y
[Domínguez Machuca et al (1995)] quienes
profundizan el tratado. No obstante, es el segundo autor quien además presenta dos situaciones
especiales dadas por las características del proceso productivo.
Una de ellas tiene lugar en
empresas que usan distribuciones en línea para la obtención de grandes lotes homogéneos de
un determinado producto. Aquí, los productos tienen las mismas secuencias de paso entre los
diferentes centros de trabajo, pudiéndose “sortear” alguna máquina que no fuera necesaria. Las
órdenes de entrada del primer centro de trabajo determinan las actividades a desarrollar en cada
momento por los demás centros de trabajo. El orden de entrada de los pedidos en la primera
máquina viene dado por las prioridades que indican la secuencia de paso de los lotes de pedidos;
de esta dependerá el número de pedidos completados a tiempo, los costes de preparación, el
valor de los tiempos de suministro y el volumen de inventarios, etc.
La restante situación mencionada tiene que ver con las empresas que utilizan distribuciones por
funciones fabricando productos bajo pedido.
Se obtiene gran variedad de productos y
componentes en lotes pequeños. Las máquinas que intervienen en los procesos de producción se
agrupan de acuerdo a la función que cumplen, en los centros de trabajo. Entonces, los pedidos
circulan a través los diferentes centros de trabajo en los que se les practican las correspondientes
operaciones. Por la naturaleza de los procesos, las rutas o los caminos recorridos por los distintos
pedidos pueden no necesariamente ser los mismos.
Si el camino de obtención de los pedidos es el mismo para todos ellos, el programador deberá
determinar la secuencia de paso de estos para cada equipo.
Pero si en cambio, algunos
productos tienen caminos opcionales dentro del proceso productivo, y alguna operación puede
realizarse en varios equipos diferentes, se procederá a asignar de forma concreta, previo a la
secuencia de operaciones.
El plan de operaciones se obtendrá entonces según estas tres operaciones clave [Domínguez
Machuca et al (1995)]:
Carga de talleres Se denomina de ésta manera al hecho de asignar los pedidos a los diferentes
centros de trabajo que se encuentren en condiciones de elaborarlos, teniendo como primicia su
capacidad. A continuación se tratará en profundidad el tema de la carga a talleres analizando
como hasta aquí, los puntos de vista de diferentes autores.
Secuenciación Es el establecimiento de la prioridad de paso de los pedidos entre los diferentes
centros de trabajo para cumplir con las fechas establecidas, involucrando la menor cantidad de
recursos e implicando un inventario mínimo.
Este concepto también será analizado a
continuación, plasmando las opiniones de los especialistas responsables de la bibliografía
consultada.
6
Programación detallada
Básicamente, es la determinación de los momentos de inicio y fin de
las actividades de cada centro de trabajo, así como las operaciones de cada pedido para la
secuenciación realizada.
La asignación de carga a talleres
Una característica que distingue a un sistema de producción de otro es la manera cómo se
considera la capacidad al determinar el programa. Los sistemas de programación pueden utilizar
una carga finita o infinita.
Carga infinita
“La carga infinita se presenta cuando la tarea ha sido asignada a un centro de
trabajo basada simplemente en lo que se necesita con el tiempo” [Chase & Aquilano (2000). Pág.
680].
Desde este punto de vista no se tiene en cuenta la existencia de suficiente capacidad para
completar el trabajo. En las prácticas reales se realiza una simple revisión de los recursos más
importantes juzgando cuan sobrecargado se encuentra. En los sistemas de carga infinita, los
tiempos se determinan calculándolos según múltiplos del tiempo de operación previstos
(preparación y funcionamiento) adicionando un determinado tiempo de demora en la fila prevista a
causa del material en movimiento y las esperas de las ordenes en que se llevaran a cabo las
operaciones.
Carga finita
La metodología de la carga finita “programa realmente en detalle cada recurso
utilizando el tiempo de preparación y de funcionamiento requerido para cada pedido. En esencia,
el sistema determina con exactitud que hará cada recurso en cada momento durante el día de
trabajo” [Chase & Aquilano (2000). Pág. 680].
Cada vez que se produzca una demora por algún faltante de un ítem determinado en un centro de
trabajo, se formará una línea de espera a la entrada del centro de trabajo que lo requiera. De esta
manera, el centro de trabajo esperará a que se le provea del ítem o el componente que esté
faltando para seguir con la producción.
Otra característica importante de los sistemas de programación es si ésta es en sentido hacia
delante o hacia atrás.
Sobre esta característica de la programación de operaciones, es [Monks (2003)] quien expresa:
“La programación hacia delante consiste en programar todos los trabajos disponibles para que
comiencen tan pronto como los requerimientos sean conocidos. Esta realización inmediata puede
resultar en una terminación temprana del trabajo a costa de más trabajos en proceso y mayores
costos de llevar más inventario del necesario” [Monks (2003). Pág. 282].
La programación hacia atrás utiliza la misma lógica de eliminar tiempo de espera del Plan de
Requerimiento de Materiales. Los componentes son entregados “cuando se necesitan” más que
“tan pronto como sea posible”.
7
A todo esto, otros autores, en su obra [Gaither & Frazier (2000)] acotan que, la programación
hacia delante supone que los clientes desean que sus trabajos se entreguen tan pronto como sea
posible. Sobre la programación hacia atrás, explica que tiene como ventaja la tendencia a reducir
los inventarios en proceso, debido a que los trabajos son terminados cuando se necesitan en el
siguiente centro de trabajo, motivo por el cual, la programación hacia atrás es utilizada de manera
predominante en las empresas progresistas.
De manera contradictoria, “para una dimensión futura-progresiva, lo más común es la
programación futura” [Chase & Aquilano (2000) Pág. 681].
Entiéndase aquí a programación
futura por programación hacia delante, y a programación regresiva por programación hacia
atrás.
Aporta un detalle muy importante relacionado a los sistemas de planeamiento de requerimiento de
materiales. Dice que estos son sistemas de programación regresivo infinito para los materiales,
entonces, cada pedido tiene una fecha de vencimiento y el sistema calcula las necesidades de
partes programando regresivamente el tiempo en que las operaciones se ejecutarán para
completar los pedidos.
Aproximación de prueba y error: Gráficos de Carga
Teniendo en cuenta la capacidad de cada centro de trabajo, los costes de producción y los
tiempos que requieren para tal fin, se pone en juego una actividad de “tanteo”, adjudicando a cada
centro de trabajo una tarea a realizar. Se pone en la mira al coste y al tiempo que tomaría cada
tarea, con el fin de minimizarlos. De esta forma se asigna cada una de las tareas al centro de
trabajo que menor tiempo o coste requiera para su conclusión. Luego se comprueba la factibilidad
del hecho, es decir, se calcula la carga generada en cada centro de trabajo y se compara con la
capacidad disponible, determinando que centro se encuentra sobrecargado y que centro se
encuentra subcargado.
En caso de observarse sobrecargas y/o capacidad ociosa en un
determinado centro de trabajo, se procede a reasignar las tareas desde los centros de trabajo con
sobrecarga, hacia los que se encuentran con capacidad ociosa.
El criterio a utilizar para las
reasignaciones, es establecer siempre como destino, el centro de trabajo que menor incremento
de tiempo o coste genere.
“Normalmente, la realización de la propuesta inicial, así como de las sucesivas mejoras, se suele
apoyar en la utilización de un gráfico de carga, en el cual se coloca en abscisas el tiempo, y en
ordenadas los diferentes centros de trabajo” [Domínguez Machuca et al (1995). Pág. 297].
Este método manual es también conocido como “Diagrama de Gantt” [Gaither & Frazier (2000)] o
“Gráficas de Gantt” [Krajewski y Ritzman (2000)], [Adam & Ebert (1991)], [Monks (2003)] y
[Meredith (1999)].
Las distintas operaciones se representan por líneas horizontales, de longitud proporcional a su
duración. Se consideran tres tiempos relacionados con las actividades: tiempo de preparación “tp”,
tiempo de ejecución te y tiempo de tránsito “ts”. La longitud de “te” se calcula multiplicando el
número de ítems del lote por el tiempo unitario de ejecución “teu”.
Un ejemplo extraído del texto [“Planificación, Programación y Control de las Operaciones”. Autor:
Maldonado Carolina – UTN FRSF. [email protected] - Fuente: www.monografias.com]
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perteneciente a la obra [Domínguez Machuca et al (1995)] talvez esclarezca de alguna forma el
concepto de la asignación de carga a talleres utilizando la antes mencionada herramienta gráfica.
Ejemplo:
“En el proceso de fabricación de un determinado componente intervienen siete operaciones. Los
respectivos tiempos de preparación, los tiempos de ejecución unitarios y las tiempos de ejecución
del lote, tei, están en la tabla. Considerando que hemos recibido un pedido de 100 unidades del
citado componente, se desea representar mediante el gráfico de Gantt la secuencia de
operaciones, suponiendo que no existen restricciones de recursos”.
Oi
O1
O2
O3
O4
O5
O6
O7
tp
1
1
0.7
0.9
2.3
0.6
5.5
0.15
0.3
0.15
1.5
0.75
5
30
15
150
75
teui
5
tei
12
Tabla II: Tiempos de las operaciones.
(Fuente: “Planificación, Programación y Control de las Operaciones”. Autor: Maldonado
Carolina – UTN FRSF).
Te1
O1
Te2
O2
Te3
O3
Te4
O4
Te5
O5
O6
Te7
O7
1
12
5
0 1
h.e.
1
6 7
15
0,7
30
22 22,7
0,9 15
2,3
52,7 53,6 68,6 70,9
150
0,6
75
220,9 221,5
5,5
296,5
302
314
Gráfico I: Diagrama de Gantt. Secuenciación sin solapamiento.
(Fuente: “Planificación, Programación y Control de las Operaciones”. Autor: Maldonado Carolina – UTN
FRSF).
Como puede observarse en el rótulo del Gráfico I, el cual corresponde a una secuenciación sin
solapamiento, es menester aclarar que la secuenciación puede efectuarse de dos formas a
saber:
Sin solapamientos
No podrá darse comienzo a ninguna actividad hasta que se haya finalizado
la operación anterior.
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Con solapamientos
La duración a la que da lugar la programación puede ser acortada
solapando las diferentes operaciones, que solo se puede realizar al principio y al final de cada
operación.
El tiempo de ejecución unitario de la primera operación deberá necesariamente, ser
menor que el de la segunda operación.
Además de este método de ayuda a la programación, “Las cartas de programación (o avance)
muestran las actividades de trabajo secuenciales necesarias para terminar un trabajo. Las cartas
de carga muestran las horas de trabajo asignadas a un grupo de trabajadores o máquinas” [Monks
(2003). Pág. 284].
Métodos Optimizadores
[Domínguez Machuca et al (1995)] propone otro método basado en programación matemática que
intenta proveer una solución óptima a la cuestión.
El método es el de “El Algoritmo de
Asignación de Kuhn”, que no es otra cosa que un arreglo matricial de los costes de realizar cada
trabajo en cada centro de trabajo.
Como todo modelo basado en programación matemática, este método trae como desventajas o
inconvenientes, por un lado el hecho de que solo se puede asignar un trabajo a cada centro de
trabajo, con lo que se estaría desperdiciando capacidad ociosa en alguna oportunidad en que el
trabajo sea relativamente corto. Por otra parte, en caso de haber más trabajos a realizar que
centros de trabajo, los que excedan del número de estos deben ser asignados a unidades ficticias
que son creadas durante la programación, pudiendo en los reales haber capacidad ociosa.
Son de uso corriente, otros métodos un tanto más laboriosos, como ser el método de transporte
y/o algún otro método particular de programación lineal.
El método de los Índices
Es éste método el más desarrollado, en el ámbito de las asignaciones, de entre todos los métodos
heurísticos (inventados) que utiliza criterios empleados en los Gráficos de Carga. De buenas a
primeras, vale aclarar que éste método no garantiza la obtención de una solución óptima. No
obstante, los resultados generalmente son satisfactorios debido a que se aproximan de cierta
forma a los valores óptimos.
Una breve descripción acerca de éste método señala que:”se
comienza estableciendo una solución optima inicial sin considerar las disponibilidades de
capacidad; posteriormente se van eliminando las sobrecargas mediante la consideración de un
tiempo o coste de oportunidad (incremento de tiempo o de coste), derivado de mover un trabajo
desde el centro con sobrecarga, donde esta actualmente asignado, hacia otro en que exista
capacidad ociosa. Se habrá llegado a la solución cuando ya no queden centros sobrecargados.
La expresión de dicho tiempo o coste de oportunidad va a ser el Índice de Tiempo (IT) y el Índice
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de Costes (IC), los cuales se determinan para cada pedido en cada uno de los centros de trabajo”
[Domínguez Machuca et al (1995). Pág. 297].
Determinación de los
índices IT e IC
Asignación de las
tareas en función de
It e IC
Selección del “menor”
incremento de t o C en
caso de sobrecargas
Gráfico II: Diagrama de bloques “Método de los Índices”.
(Fuente: Apuntes de la cátedra P. C. P., Facultad de Ingeniería-Universidad Nacional de Misiones)
IT =
t i − t mín
t mín
Ecuación I: IT “Método de los Índices”.
IC =
C$i − C $mín
C$mín
Ecuación II: IC “Método de los Índices”.
Donde:
ti= tiempo de ejecución del pedido “i”.
tmín= tiempo mínimo de ejecución del pedido “i”.
Ci= costo de ejecución del pedido “i”.
Cmín= costo mínimo de ejecución del pedido “i”.
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Secuenciación
Reglas de prioridad para Centros de Trabajo únicos
“Una regla de secuenciación sería aquella cuyo resultado fuera que todos los trabajos se
completaran a tiempo, con una máxima utilización de las instalaciones, pero con el mínimo
inventario en proceso” [Meredith (1999). Pág. 522].
Como se sabe, el principal objetivo es minimizar los costes. En algunas organizaciones, esto se
logra minimizando tardanzas, en otras minimizando la utilización de los quipos o los inventarios de
material en proceso, etc. La importancia de éstos factores se verá traducida en las reglas que
regirán las prioridades de los trabajos. Estas reglas se conocen como reglas de prioridad.
Según éste mismo autor, “varios investigadores han estudiado las características de muchas de
las reglas de secuenciación por prioridad más comunes, llegando a algunas conclusiones
interesantes. Las siguientes son las de uso más común” [Meredith (1999). Pág. 525]:
PEPS Primero que llega, primero que es atendido.
FECHA DE VENCIMIENTO
A cada pedido se le asignará una fecha de vencimiento
independientemente de la duración del trabajo.
TOC Tiempo de duración más corto.
TOL Tiempo de duración más largo.
HE
Holgura estática. “Holgura estática” es el tiempo entre la fecha de vencimiento menos el
tiempo de llegada al centro de trabajo. Entonces, a menor holgura estática, mayor prioridad.
HE/OR
Holgura estática por operación restante. A mayor cantidad de operaciones pendientes,
mayor prioridad.
HD/OR Holgura dinámica por operación restante. “Holgura dinámica” es el tiempo entre la fecha
de vencimiento menos el tiempo restante de proceso, dividido el número de operaciones restantes.
CSOBRET Se da prioridad al trabajo con la mayor razón de costos de demora, c, sobre el tiempo
de procesamiento, t (c sobre t). Similar a la regla TOC pero considerando los costes por demoras
“c”.
RAND
Orden aleatorio.
Básicamente, los pedidos se escogen al azar, sin darse mayor
importancia al hecho fundamental de la prioridad que unos tienen frente a otros.
Otra obra como [Adam & Ebert (1991)], expone cinco reglas para dar prioridad a las secuencias,
coincidiendo con el autor antes mencionado. Estas son:”primero en llegar, primero que recibe el
servicio (PEPS)”, de esta forma se atienden los pedidos en el orden en que llegaron, “fecha más
próxima de terminación (FMPT)”, ignorándose el momento en que los pedidos llegan al centro de
trabajo y el tiempo que cada uno de ellos requiere, “tiempo de proceso más breve (TPMB)”, en
donde el trabajo que implique menos tiempo de realización es el siguiente en la lista, “tiempo de
proceso más corto truncado (TPMCT)”, similar a la anterior pero con la diferencia que los trabajos
que hayan esperado más tiempo del corte fijado previamente, son los siguientes a ser procesados,
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y finalmente ”holgura mínima (TPM)”, priorizándose los trabajos cuyos tiempos de vencimiento se
encuentran próximos a expirar.
Reglas de prioridad para Centros de Trabajo múltiples
Siguiendo a [Adam & Ebert (1991)], puede observarse que la mayoría de las instalaciones de
producción de bienes y servicios no presentan problemas de procesamiento de diferentes pedidos
en “un solo” centro de trabajo, sino que en la realidad, la cuestión se manifiesta en relación a
varias células de trabajo, con grandes cantidades de órdenes. Muchas de estas órdenes, por lo
general son diferentes, es decir, los pedidos recorren rutas distintas unas de otras, y estos pueden
no necesariamente adquirir sus transformaciones en todos los centros de trabajo, sino que talvez
sus características de producto requieran la evasión de algunos centros de trabajo.
Entonces, “para casos como este no existen procedimientos analíticos de solución óptima” [Adam
& Ebert (1991). Pág. 464]. Es por esto que diferentes investigadores han propuesto la aplicación
de la teoría de colas para la solución de cuestiones que tengan que ver con grandes cantidades
de trabajos pendientes a ser procesados en múltiples estaciones de trabajo. No obstante, su alta
complejidad matemática hace que sea reducido el horizonte de aplicación.
Otra opción son algunos procedimientos de simulación que se pueden utilizar para cotejar distintas
reglas de secuenciación. En estos modelos matemáticos, algunos parámetros esenciales deben
ser introducidos, como ser: configuración del taller (cantidad de centros de trabajo), llegadas de
las órdenes de trabajo (el modelo y secuencia de las órdenes anteriores peden basarse en
modelos experimentados con anterioridad, utilizando la “Técnica de Monte Carlo” para determinar
la razón de llegada de los pedidos entre otros métodos), clasificación de órdenes de trabajo
(establecer necesidades de proceso y ruta), tiempos de proceso (a menudo se extrae al azar de
entre varios tiempos de servicio según una distribución de tiempos, característica de cada centro
de trabajo), especificación de los parámetros de desempeño en el taller (información
estadística que puede incluir tiempo ocioso, longitud de las colas de espera, tiempos de espera de
las órdenes, valores de inventarios en proceso, etc.), especificación de las reglas de
secuencias (incorporando al modelo la regla de prioridad en la secuencia en que se correrá el
mismo), simulación (denominada corrida de simulación, que es una especie de simulación parcial
con grandes cantidades de pedidos, cargándolas a las estaciones de trabajo apropiadas), registro
de los parámetros de desempeño en el taller (registro de los datos estadísticos, evaluación y
almacenamiento de los mismos, simulación concluida), réplicas (reemplazo de la regla original del
modelo por otra alternativa , cuya corrida es contrastada con la anterior y son analizadas las
conclusiones).
Es [Meredith (1992)] quien por su parte, propone la utilización de las ya conocidas Gráficas de
Gantt como herramienta para la secuenciación.
“La mejor secuenciación depende de varios
factores como la importancia y las fechas de vencimiento de los trabajos y el gasto relativo de las
instalaciones” [Meredith (1999). Pág. 528]. Amén de esto, otro enfoque más preciso se obtiene
aplicando la programación hacia delante y hacia atrás de estaciones de trabajo múltiples.
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Por otro lado, [Domínguez Machuca et al (1995)],
[Chase & Aquilano (2000)] y [Krajewski y
Ritzman (2000)] plantean la utilización de La regla de Johnson para N pedidos y dos o más
máquinas. Analizando el caso más simple, de “N pedidos y dos máquinas”, los autores coinciden
en que, partiendo de los tiempos de ejecución de cada trabajo en cada centro de trabajo, lo que se
pretende es minimizar el tiempo necesario para concluir todos los pedidos y los tiempos ociosos
de las máquinas.
Para llevarlo a cabo se deben conocer los tiempos de ejecución de cada pedido en cada una de
las dos máquinas. Entonces, la regla de Johnson procesa primero los pedidos cuyo tiempo de
ejecución en la primera máquina es menor que en la restante, ejecutando posteriormente los
trabajos para los cuales son menores los tiempos en la segunda máquina.
Suponiendo dos máquinas M1 y M2, y cinco trabajos a realizar, P 1- P5, ordenados en una tabla
como la siguiente:
P1
P2
P3
P4
P5
M1
5
1
9
3
10
M2
2
6
7
8
4
Tabla III: Tiempos de ejecución (regla de Johnson).
(Fuente: Domínguez Machuca et al (1995) Ejemplo 9.8. Pág. 308)
Para el caso de tres máquinas, el método implica la creación de dos máquinas ficticias, a las que
se les adjudican tiempos especiales de procesamiento a saber: la cuarta máquina (una de las
ficticias creadas) tendrá un tiempo de ejecución para el trabajo “i “, igual a la suma de los tiempos
de ejecución en las dos primeras máquinas (reales); la quinta máquina (restante máquina ficticia)
tiene adjudicado un tiempo de ejecución para el trabajo “i “igual a la suma de sus primeros tiempos
en las máquinas dos y tres (reales). Establecido esto, se procede de igual forma al caso anterior
para las dos máquinas ficticias, considerando que los pedidos circulan primero por la máquina
cuatro y luego por la máquina cinco.
Existe también un método que contempla la secuenciación de N pedidos a través de M máquinas,
basado en un algoritmo complicado de utilizar, pero que no obstante, ofrece buenos resultados.
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Conclusión
Varias ideas importantes pueden ser extraídas de éste desarrollo del tema “Planificación y Control
a muy Corto Plazo”. La importancia de las mismas aparece como reacción al hecho de que no es
posible encontrar un solo método de programación que sea el mejor en todas las situaciones.
Estos conceptos reflejan en gran medida la importancia de la adecuada planeación cotidiana o a
muy corto plazo y el control de las actividades de producción. Entre estas ideas específicas, cabe
sin duda destacar 1) el hecho de programar adecuadamente las operaciones con el fin expreso de
encontrar la mejor forma de usar la capacidad existente, tomando en cuenta las restricciones
técnicas para la producción, 2) la necesidad de una minuciosa labor de secuenciación tras haber
detectado los factores directamente ligados a la minimización de tiempos y costos de ejecución, de
inventarios en proceso, y la maximización de la utilización de las instalaciones, 3) la pronta
asimilación por parte del programador, de los beneficios
de la utilización de las múltiples
herramientas, tanto gráficas, como heurísticas utilizadas a diario en la “planeación y control” de los
procesos de índole productiva, cualquiera fuese el tipo de configuración, 4) el valor del manejo de
datos, puntuales y creíbles, tanto de prioridad como de capacidad, a la luz de la planificación y el
control de piso de taller.
Como conclusión, es menester para la planificación de operaciones, la perfecta correlación entre
el plan agregado, el plan maestro y los requerimientos de materiales, la carga de máquinas y las
secuencias de paso.
Respecto a la carga de máquinas, es crucial el manejo de las capacidades de los centros de
trabajo, y los tiempos de elaboración de los mismos.
Para una correcta secuenciación, el criterio de determinación de las reglas de prioridad es de
fundamental relevancia a la hora de minimizar costos y tiempos de procesamiento.
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Bibliografía
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[email protected]. http://www.monografías.com (acceso: Enero de 2007)].
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