Cátedra: Producción I Capítulo 6. Planificación de la capacidad. Capítulo 6. Planificación de la capacidad. Es en relación con la capacidad que deben considerarse las siguientes cuestiones: ¿Cuales son las tendencias del mercado en términos de tamaño y ubicación del mercado e innovaciones tecnológicas? ¿Con cuanta precisión pueden predecirse estos factores? ¿Existe una innovación tecnológica en el horizonte que tendrá impacto sobre el diseño del producto o servicio? ¿Como se verán afectadas las necesidades de capacidad de los nuevos productos? ¿Existen innovaciones al proceso que pudieran afectar los métodos de producción? ¿Se justifica un sistema de producción mas continuo en el futuro cercano? ¿Como se ven afectadas las necesidades de capacidad por las innovaciones al proceso? ¿En la planificación de la nueva capacidad, deberán utilizarse tiempos extras, turnos, deberán ampliarse las instalaciones existentes, o construirse nuevas plantas? ¿Cual es el tamaño óptimo de la planta? Estas cuestiones deberán resolverse como parte de la planificación de la capacidad. Definición de capacidad. Capacidad es la característica limitante de una unidad productiva para producir dentro de un periodo de tiempo indicado, expresado normalmente en términos de unidades producidas por unidad de tiempo. La capacidad esta relacionada con la intensidad con que una instalación esta siendo utilizada. Por ejemplo, la política puede hacer trabajar la planta cinco días a la semana con un solo turno por día, para producir un máximo de 1000 unidades por semana. Sobre esta base la capacidad normal regular podría calificarse de 1000 unidades por semana. Pero este límite puede ser incrementado a través de tiempo extra, o agregando un segundo turno, de esta forma distintas políticas respecto a la intensidad con la cual son utilizadas las instalaciones pueden modificar las capacidades sin realmente añadir capacidad nueva. De hecho estas fuentes de capacidad brindan flexibilidad a la hora de planificar la capacidad. Medidas de capacidad para diferentes tipos de organizaciones. Tipo de organización Planta automotriz Planta acerera Planta de cerveza Planta de energía nuclear Aerolínea Hospital Cine Restaurante Taller de maquinado Medida de capacidad Numero de automóviles Toneladas de acero Cajas de cerveza Megawatts de electricidad Millas asiento disponible Camas día disponible Asientos función disponible Asientos consumo disponibles Mano de obra-horas disponibles 1 Cátedra: Producción I Capítulo 6. Planificación de la capacidad. En una planta automotriz la capacidad puede expresarse por ejemplo en términos de 300 autos por día, pero no se sabe si esos 300 autos por día corresponden a un pico de un día o a un promedio de seis meses. Para evitar este problema, se utiliza el concepto de mejor nivel operativo. Este es el nivel de capacidad para el cual se ha diseñado el proceso y por consiguiente, es el volumen de producción en el cual el costo de la unidad promedio es mínimo. Determinar este mínimo es difícil, por cuanto implica una compleja transacción entre la asignación de los costos generales fijos y el costo de tiempo extra, el desgaste de los equipos, las tasas de producción defectuosas y otros. Una medida importante es la tasa de utilización de la capacidad, la cual revela cuan cerca esta una firma de su mejor nivel operativo (capacidad de diseño). Tasa de utilización de la capacidad = Capacidad utilizada/Mejor nivel operativo. Ejemplo: Mejor nivel operativo: 120 unidades/semana; Capacidad utilizada = 83 unidades/semana. Tasa de utilización de la capacidad = 0.692 Predicción de requerimientos de capacidad futuros. Resulta difícil elaborar pronósticos de la demanda a largo plazo. Siempre existen contingencias que tienen efectos importantes. Es muy probable que los productos maduros tengan un crecimiento estable y predecible mientras que los mercados para los productos nuevos pueden ser muy inciertos. Productos maduros con crecimiento estable de la demanda. Muchos productos y servicios disfrutan de mercados maduros y estables, por ejemplo: acero, aluminio, fertilizantes, cemento y automóviles. Algunos ejemplos de servicios maduros son: las aerolíneas y el cuidado de la salud. Esto no significa que estos productos y servicios no sufran el impacto de las recesiones, sino que la tendencia a largo plazo de la demanda es relativamente estable en comparación con otras situaciones. Dadas las predicciones a largo plazo de la demanda, es necesario generar los requerimientos de capacidad. Es muy poco probable que estas necesidades de capacidad sean uniformes a lo largo de todo el sistema productivo. Por ejemplo, las operaciones de recepción y envíos y el área de bodegas de la planta puede dar cabida a un aumento del 50% en la producción, pero la línea de ensamble puede ya estar operando a toda capacidad y el taller de maquinas al 90% de su capacidad. También pueden hacerse predicciones pesimistas y optimistas de los requerimientos. La identificación del tamaño y el momento en que surgirán las brechas de capacidad suministran los datos necesarios para la generación de planes alternativos. Puede planearse satisfacer la demanda, por ejemplo incrementando la capacidad en incrementos de menor tamaño según vaya siendo necesario, o en incrementos mas grandes que pueden involucrar cierta capacidad inactiva inicialmente. Pueden ampliarse las instalaciones existentes, establecer nuevas instalaciones de producción en otros lugares para contar con capacidad adicional, reubicar las operaciones actuales, utilizar fuentes alternativas, etc. 2 Cátedra: Producción I Capítulo 6. Planificación de la capacidad. Nuevos productos y situaciones riesgosas Resulta difícil predecir los requerimientos de capacidad para nuevos productos desde el principio o en la fase de desarrollo rápido dentro de los ciclos de vida del producto. También existen situaciones que involucran productos maduros y estables, tales como el petróleo, en las cuales el entrono de planificación de la capacidad es riesgoso debido a factores políticos inestables. La predicción de los requerimientos de capacidad en estos tipos de situaciones debe dar mayor énfasis a la distribución de la demanda esperada. Las predicciones optimista y pesimista pueden tener un profundo efecto sobre los requerimientos de capacidad Requerimientos esperados de capacidad Requerimientos optimistas Requerimientos pesimistas 1987 10000 10000 10000 Capacidad (unidades por año) 1989 1992 12000 15000 14500 11000 25000 12800 1997 20000 62000 16000 Incrementos de capacidad grandes o pequeños. Cuando una empresa disfruta de un crecimiento estable de la demanda, las cuestiones se centran alrededor de cómo y cuando suministrar la capacidad. Una cuestión es si debe añadirse capacidad con mayor frecuencia en pequeños incrementos para mantener el ritmo de la demanda, o con menor frecuencia en incrementos de menor tamaño. Se supone que la demanda será satisfecha a través de una mayor producción, por lo que existirá cierta capacidad inactiva inmediatamente después de la expansión. La capacidad restante declina a medida que aumentan los requerimientos y se reduce a cero inmediatamente antes de instalarse el siguiente aumento de capacidad, si la programación es perfecta. El que los aumentos de capacidad más grandes o más pequeños resulten más económicos depende del balance del capital incremental y de los costos operativos de la organización y de las economías de escala. Una unidad de capacidad añadida en el momento presente puede costar menos que una unidad añadida posteriormente, pero la capacidad no utilizada debe ser llevada como un costo fijo adicional hasta que llegue a ser productiva. Fuentes de capacidad alternativas. Otra cuestión en el desarrollo de planes de capacidad es si pueden o no utilizarse fuentes alternativas de capacidad cerca de un límite de capacidad. Se podría utilizar tiempo extra, turnos y subcontratación cuando sea posible. Comportamiento de los costos frente al volumen. Cerca de los limites de capacidad, los costos variables aumentan como resultado de la mayor utilización del tiempo extra y de la subcontratación y debido al congestionamiento cuando las instalaciones se utilizan al máximo. Por otro lado cuando se instala inicialmente la nueva capacidad, dicha capacidad no es utilizada completamente, por lo tanto, es muy probable que los costos variables para la nueva capacidad sean relativamente elevados reflejando una pobre utilización de la mano 3 Cátedra: Producción I Capítulo 6. Planificación de la capacidad. de obra y otros recursos. Pero la nueva capacidad elimina la tensión en las instalaciones existentes haciendo posible eliminar el tiempo extra y los turnos. La combinación de la capacidad nueva y existente refleja entonces una estructura de costos variables que mejorara conforme la capacidad vaya siendo utilizada. Los costos fijos existentes se distribuyen entre un numero cada vez mayor de unidades conforme el volumen se acerca a los nuevos limites de capacidad. De esta forma, el costo por unidad disminuye conforme la utilización de las instalaciones existentes va aumentado. Esta naturaleza de costos sugiere que, para una instalación dada, debe existir una producción óptima que minimice la suma de costos fijos y costos variables. Generalmente existen economías de escala que pueden derivarse de dos fuentes básicas: un menor costo fijo por unidad y menores costos variables por unidad. Los menores costos fijos se deben a que los costos de la planta y el equipo de las plantas de mayor tamaño son menores en proporción a la capacidad. Puede obtenerse también menores costos variables con una planta de mayor tamaño ya que un mayor volumen puede justificar un mayor nivel de mecanización y automatización. El resultado es que los costos unitarios mínimos pueden ser sustancialmente menores para las plantas de mayor tamaño. Figura. Economías de escala 4 Cátedra: Producción I Capítulo 6. Planificación de la capacidad. Determinar los requerimientos de capacidad. Para determinar los requerimientos de capacidad, es necesario abordar la demanda de líneas de productos individuales, las capacidades de cada planta y la asignación de la producción en toda la red de la planta. Esto se realiza son los siguientes pasos: 1) Utilizar técnicas de proyección para predecir las ventas de cada producto dentro de cada línea. 2) Calcular los requerimientos de equipo y mano de obra para cumplir con las proyecciones en las líneas de productos. 3) Proyectar la disponibilidad de equipos y mano de obra en el horizonte de la planeacion. Ejemplo: Una compañía produce dos sabores de aderezo (línea A y línea B) para ensaladas. Cada uno de ellos se encuentra disponible en frascos y bolsas de plástico. La gerencia quiere determinar los requerimientos de equipo y mano de obra para los próximos cuatro años. Solución: Paso 1: Utilizar técnicas de proyección para predecir las ventas de cada producto dentro de cada línea. El departamento de mercadeo, que esta llevando a cabo una campaña promocional para el aderezo B suministro los siguientes valores de demanda prevista (en miles) para los próximos cuatro años. Paso 2: calcular los requerimientos de equipo y de mano de obra para cumplir con las proyecciones de la línea de productos. Actualmente hay tres maquinas disponibles que pueden empacar hasta 100000 frascos por año. Cada maquina requiere dos operadores y puede producir frascos de ambos aderezos. Hay seis operadores de maquinas disponibles. También están disponibles 2 maquinas que pueden empacar hasta 120000 bolsas de plástico por año. Se requieren tres operadores para cada maquina, que pueden producir bolsas de plástico para ambos aderezos. Actualmente están disponibles 20 operadores de maquinas de bolsas plásticas. El total de proyecciones de líneas de productos puede calcularse a partir de la tabla anterior, agregando la demanda anual de frascos y de bolsas plásticas. 5 Cátedra: Producción I Capítulo 6. Planificación de la capacidad. Ahora se pueden calcular los requerimientos de equipos y mano de obra para el año en curso (año 1). Dado que la capacidad total disponible para empacar frascos es de 300000/año (tres maquinas por 100000) se estarán utilizando 150/300 = 0.5 de la capacidad disponible para el año en curso, o 0.5 x 6 = 1.5 maquinas, y 115/240 = 0.4792 de la capacidad disponible para las bolsas. Paso 3. Se repiten los cálculos para los años restantes. Como vemos existe un amortiguador de capacidad positivo para los cuatro años por cuanto la capacidad disponible para ambas operaciones es siempre superior a la demanda prevista. Utilización de árboles de decisión para evaluar las alternativas de capacidad. Una manera conveniente de proyectar los pasos de un problema de capacidad es mediante el uso de los árboles de decisión. El formato de los arboles ayuda no solo a comprender el problema sino también a encontrarle una solución. Un árbol de decisión es un modelo esquemático de la secuencia de los pasos de un problema y de las condiciones y consecuencias de cada paso. Los árboles están compuestos por nodos de decisión con ramas que llegan y salen de ellos. Usualmente los cuadrados representan puntos de decisión y los círculos representan los eventos casuales. Las ramas que salen de los puntos de decisión muestran 6 Cátedra: Producción I Capítulo 6. Planificación de la capacidad. las posibilidades que tiene quien toma las decisiones; las ramas que salen de los eventos casuales muestran las probabilidades de ocurrencia. Al resolver los problemas de los árboles de decisión, se trabaja desde el final del árbol hacia atrás, hasta el comienzo del mismo. A medida que se trabaja hacia atrás, se calculan los valores esperados de cada paso. Al calcular el valor esperado, el valor del tiempo del dinero reviste importancia si el horizonte de planeación es largo. Una vez hechos los cálculos, el árbol se poda mediante la eliminación, en cada punto de decisión, de todas las ramas con excepción de aquella que presente el mejor resultado. Este proceso continúa hasta el primer punto de decisión y así se resuelve el problema. Ejemplo: Una compañía de componentes electrónicos para computadoras, esta considerando que hacer con su empresa durante los próximos cinco años. El crecimiento de las ventas durante los últimos dos años ha sido bueno, pero podrían crecer mucho más. El propietario de la empresa tiene tres opciones, la primera es agrandar su actual almacén, la segunda es ubicarlo en un nuevo sitio y la tercera es esperar y no hacer nada. La decisión de expandirse o de trasladarse tomaría poco tiempo, y en consecuencia el almacén no perdería ingresos. Si no se hace nada durante el primer año y se registra un gran crecimiento, la decisión de expandirse debe ser reconsiderada. Esperar más de un año le permitiría a la competencia abrir otros almacenes en la localidad, en cuyo caso la expansión no seria factible. El supuesto y las condiciones son las siguientes: 1) Un fuerte crecimiento como resultado del mayor numero de gente que utiliza computadoras, tiene una probabilidad del 55% 2) Un fuerte crecimiento con un nuevo sitio daría un rendimiento anual de $195000. Un crecimiento débil con un nuevo sitio significaría un rendimiento anual de $115000. 3) Un fuerte crecimiento con una expansión daría un rendimiento anual de $190000. Un crecimiento débil con una expansión significaría un rendimiento anual de $100000. 4) En el almacén existente, sin efectuar ningún cambio, habría un rendimiento de $170000 por año si el crecimiento es fuerte y de $105000 por año si el crecimiento es débil. 5) La expansión en el sitio actual costaría $87000 6) El traslado al nuevo sitio costaría $210000 7) Si el crecimiento es fuerte y el sitio se agranda durante el segundo año, el costo seguiría siendo $87000 8) Los costos operacionales de todas las opciones son iguales. Solución: Primeramente se calculan los ingresos y costos para cada alternativa. Los valores se muestran en la siguiente tabla. Luego se construye un árbol de decisión. 7 Cátedra: Producción I Capítulo 6. Planificación de la capacidad. Alternativa Traslado a un nuevo sitio, crecimiento fuerte Traslado a un nuevo sitio crecimiento débil Expansión del almacén, crecimiento fuerte Expansión del almacén, crecimiento débil No hacer nada ahora, crecimiento fuerte, expansión para el año próximo No hacer nada ahora, crecimiento fuerte, no expansión para el año próximo No hacer nada ahora, crecimiento débil. Ingresos $195000*5 años $115000*5 años $190000*5 años $100000*5años $170000*1 año + $190000*4 años $170000*5 años Costo $210000 $210000 $87000 $87000 $87000 Valor $765000 $365000 $863000 $413000 $843000 $0 $850000 $105000*5 años $0 $525000 Con esta información armamos el árbol: Existen dos puntos de decisión (nodos cuadrados) y tres ocurrencias (nodos redondos) Trabajando a partir de las alternativas de la derecha, que tienen que ver con la decisión de expandir o no expandir, se observa que la alternativa de no hacer nada tiene un mayor valor que la de expandir. En consecuencia se elimina la opción de expandir en las alternativas del segundo año. Esto significa que si no se hace nada durante el primer año y se experimenta una fuerte demanda, en el segundo año no tendría ningún sentido expandir. Ahora se calculan los valores provistos asociados con las alternativas de decisión actuales. Simplemente remultiplica el valor de la alternativa por su probabilidad y se suman los valores. Hecho esto el análisis indica que la mejor decisión es no hacer nada (ni ahora ni el año próximo). 8
