Gestión de la Producción.

GESTIÓN DE LA PRODUCCIÓN.

Autor: Miguel Ángel Muñoz.
Primera versión: Noviembre, 1997.
Última modificación: Diciembre, 2016.
Tiempo de lectura estimado: 30 minutos.

Si te interesan los temas relacionados con la Gestión de la Producción, te invito a que sigas leyendo. A los expertos en el tema advertirles que no van a encontrar nada novedoso aquí. Este documento no es de investigación, sino de divulgación y es “free”, siempre y cuando menciones mi autoría. Para mayor información sobre Propiedad intelectual e industrial y derechos de autor de este blog, en general y de esta entrada, en particular, puedes consultar el Aviso legal de este blog.
No tienes que ser un mago con los números para entender lo que aquí se cuenta. Basta con que sepas “las cuatro reglas”: sumar, restar, multiplicar y dividir.

El nivel académico va destinado a estudiantes universitarios y a público interesado en estos temas con conocimientos a nivel de Bachillerato.

UNA DEFINICIÓN DE GESTIÓN DE LA PRODUCCIÓN.
Mediante la Gestión de la Producción se intenta ordenar el flujo de materiales en las empresas productoras o industriales. Si no te has enterado de nada, te explico desde el principio.
Bien, no creo que necesite explicarte lo que es una empresa. Hay muchas clasificaciones de empresas; una de ellas las subdivide en empresas cuyo producto final es un bien (un supermercado, una fábrica de productos cárnicos, unos astilleros) y empresas cuyo producto final es un servicio, por ejemplo, una asesoría fiscal, laboral y contable. Nos vamos a centrar en las primeras.
Las empresas que ofrecen bienes pueden dividirse a su vez en empresas productoras o industriales, si tienen instalaciones para fabricar sus productos, y empresas distribuidoras o comerciales, si se limitan a comprar el producto a un proveedor y venderlo a un cliente sin transformarlo (por ejemplo, un supermercado). Creo que ya habrás entendido a qué clases de empresas me estoy refiriendo cuando hablo de empresas industriales.
En una empresa industrial hay materias primas que recorren las instalaciones de la fábrica, para ser procesadas y dando como resultado un producto final. Pues bien, la Gestión de la Producción intenta ordenar el flujo de todos los materiales en la fábrica: cuándo hay que fabricar y en qué cantidades.

UN EJEMPLO SENCILLO.
Vamos a considerar una situación sencilla. Se trata de un pequeño taller que solo fabrica tres productos muy parecidos entre sí. Por ejemplo, pueden ser ejes de maquinaria para un cliente que es una empresa del sector industria de la automoción. Los tres tipos de ejes se obtienen a partir de una materia prima, en este caso, de una preforma del eje, producida por el proveedor, por ejemplo, mediante forja.
¿Cuantos tipos de artículos distintos tiene esta empresa? Pues los tres tipos de ejes y la materia prima, en total cuatro. Los artículos, también denominados ítems en el lenguaje de la Gestión de la Producción, se identifican en la empresa mediante un código: por ejemplo 27001, 28001 y 30001 son respectivamente el primer, segundo y tercer eje. La materia prima se identifica mediante el código 80001. El código de un ítem es como su Documento Nacional de Identidad (DNI). Puede haber en una empresa distintos ítems con el mismo nombre, pero no distintos ítems con el mismo código.
El taller dispone de una cierta maquinaria. Tiene un torno (máquina a la que se le da el código M2), una fresadora (M4) y tres máquinas distintas para transportar los materiales en el taller (M1, M3 y M5). Para simplificar, suponemos que hay una sola máquina de cada tipo (un solo torno, una sola fresadora, etc.).
El orden en que la materia prima ve pasar a las máquinas en el proceso de fabricación es el mismo para los tres ejes (esto se conoce como flow-shop o flujo uniforme). Las rutas de fabricación de los tres ejes son idénticas, excepto por los tiempos de fabricación. Se muestran en la Tabla 1. Primero se transporta la preforma de eje del almacén de materias primas hasta el torno. Luego se tornea el eje, se transporta hasta la fresadora, se procesa allí y se transporta finalmente al almacén de productos terminados.
El significado de las columnas de la Tabla 1 es el siguiente:
(1) = Código del artículo o ítem.
(2) = Número de la operación.
(3) = Descripción de la operación.
(4) = Máquina en la que se realiza la operación.
(5) = Tiempo que dura la operación, en minutos. Puede ser unitario, como en el caso del torno, en el que se tardan 3 minutos en tornear un eje 27001, o bien puede que la operación se realice con un lote de ejes, siendo el tiempo total 5 minutos para el lote.
(6) = Tiempo, en minutos, que hay que invertir en preparar la máquina para empezar a trabajar con un tipo de eje, si es que el anterior eje fue de otro tipo (tiempo de set-up, tiempo de puesta a punto o tiempo de preparación). Suponemos que no depende de cuál fue el trabajo anterior.

(1) (2) (3) (4) (5) (6)
27001 1 Transporte M1 5 el lote 0
2 Torneado M2 3 120
3 Transporte M3 5 el lote 0
4 Fresado M4 2 60
5 Transporte M5 5 el lote 0
28001 1 Transporte M1 5 el lote 0
2 Torneado M2 2 60
3 Transporte M3 5 el lote 0
4 Fresado M4 4 180
5 Transporte M5 5 el lote 0
30001 1 Transporte M1 5 el lote 0
2 Torneado M2 4 180
3 Transporte M3 5 el lote 0
4 Fresado M4 1 60
5 Transporte M5 5 el lote 0

Tabla 1: Rutas de fabricación

Por otra parte, nuestra empresa debe realizar previsiones de la demanda de sus ejes. Aunque hay bastantes métodos para pronosticar la demanda, son muy corrientes los métodos basados en datos históricos del pasado (series temporales, en el argot). El método que se emplee debe fijar las cantidades que espera que pida(n) su(s) clientes(s) en el futuro. Debe decidir qué horizonte de tiempo va a considerar y cómo va a dividir ese horizonte en intervalos. Para simplificar supongamos que el horizonte es de una semana y que divide esta semana en intervalos que representan días (7 intervalos).
Imagina que la empresa funciona con tres turnos: de 7:00 a 15:00, de 15:00 a 23:00 y de 23:00 a 7:00, todos los días de la semana excepto el Domingo, y que el problema que estamos considerando se lo plantea el responsable de producción el Lunes a las 7:00 y que lo resuelve instantáneamente, es decir, que las decisiones de cuánto y cuando fabricar estarán tomadas a las 7:00 del Lunes.
En estas circunstancias, la empresa prevé que la demanda de su(s) clientes(s) es la presentada en la tabla 2:

L M X J V S D
27001 10 10 30 50 30 10 0
28001 10 10 20 40 20 10 0
30001 10 10 10 10 10 10 0

Tabla 2: Demanda prevista

EL ENFOQUE PPC (Production Planning & Control System; Sistema de Planificación y Control de la Producción).
La Gestión de la Producción es siempre un problema complicado. Por ello se suele abordar en varias etapas. El enfoque por etapas más conocido es el denominado en el mundo anglosajón como PPC System (Production Planning & Control System), cuyas etapas son:
(1) Pronóstico de la demanda.
(2) Planificación de la producción.
(3) Programación de la producción (se diferencia de la anterior en que a) la Planificación de la producción es una declaración de intenciones, mientras que la Programación de la producción está constituida por órdenes concretas de producción y de compras-aprovisionamiento y b) en que, usualmente, la Planificación de la producción se ocupa sólo del producto terminado –por ejemplo, motor de explosión de gasolina, en una fábrica de motores–, sin entrar en los componentes –pistones, cigüeñal–, etc.).
(4) Ejecución. Realización física de las órdenes concretas de producción y de compras-aprovisionamiento.
(5) Control. Medida de las discrepancias entre lo previamente planificado y programado y la realidad y tomar medidas correctoras pertinentes.

El Sistema de Programación y Control de la Producción más conocido y extendido en la práctica es el denominado MRP (Material Requirements Planning) originario y sus derivados en lo que ha sido su evolución desde su nacimiento en 1975, aproximadamente, de la mano de Joseph Orlicky.

NIVEL DE PLANIFICACIÓN DE LA PRODUCCIÓN.
En este nivel se fijan las cantidades a producir de los ejes en cada uno de nuestros periodos de tiempo, obteniendo el llamado Plan Maestro de Producción (Master Production Schedule, MPS). Quizá te estés preguntando por qué no se fabrica la demanda. Piensa que tal vez no tengamos suficiente capacidad de producción para ello o que nuestra fábrica va a interrumpir su producción durante un mes de vacaciones. En este último caso podría adelantarse la producción de las vacaciones a periodos anteriores.
De todas formas, nosotros vamos a considerar que decidimos fabricar justo la demanda prevista (Tabla 2), aunque ten en mente que el MPS no tiene por qué coincidir con la demanda prevista.

NIVEL DE PROGRAMACIÓN DE LA PRODUCCIÓN.
Una vez fijado el MPS debemos determinar de qué, cuánto y cuando fabricar. Una forma de hacerlo es mediante lo que se conoce como explosión de necesidades de materiales. Esta forma de proceder es el corazón de un sistema MRP. ¿Cómo funciona? Vamos a verlo.
Para empezar necesitamos datos adicionales, los cuales te presento en la tabla siguiente:

(1) (2) (3) (4) (5)
27001 1 5 5 10 el Lunes
28001 1 5 5 10 el Lunes
30001 1 1 1 10 el Lunes
80001 1 10 10 100 el Lunes

Tabla 3: Estado del Inventario

donde
(1) = Artículo.
(2) = Plazo de suministro. Desde que el responsable de producción toma la decisión en firme de fabricar (o de comprar) de un determinado artículo una cierta cantidad hasta que la orden de fabricación (o de compras) ha concluido, transcurre un tiempo que es necesario estimar: es el plazo de fabricación (para los ejes) o de aprovisionamiento (para la materia prima).
(3) = Stock de seguridad que se mantiene para absorber las fluctuaciones aleatorias de la demanda y del proceso productivo (posibles averías de máquinas, huelgas del sector del transporte, interrupción del suministro de energía eléctrica, etc.).
(4) = Cantidad disponible (stock o inventario) en el almacén en el momento de realizar la explosión de necesidades.
(5) = Órdenes en curso (llamadas también Recepciones Programadas), cuya cantidad y fecha de recepción se conoce en el momento actual.
El mecanismo de explosión de necesidades es muy sencillo. Empieza por los productos finales y acaba por las materias primas, considerando uno a uno todos los artículos o ítems de la empresa. Por ejemplo, podemos empezar por el 27001. La siguiente tabla ilustra los cálculos:

L M X J V S D
NB 10 10 30 50 30 10 0
RP 10 0 0 0 0 0 0
DISP (5) 5 35 5 5 15 5 5
NN 0 10 0 50 30 0 0
RO 0 40 0 50 40 0 0
LO 40 0 50 40 0 0 0

Tabla 4: Artículo 27001

donde
NB: son las Necesidades Brutas del artículo DURANTE el periodo. Para un producto final se corresponde con el Plan Maestro de Producción o MPS. Para un artículo que es componente de otro(s) se calcula a partir de la última fila LO de los artículos que lo utilizan como materia prima.
RP: son las Recepciones Programadas para el INICIO del periodo. Es un dato (Tabla 3).
DISP: es la cantidad disponible en almacén al FINAL del periodo. En la primera columna se indica el disponible al inicio del primer periodo.
NN: son las Necesidades Netas DURANTE el periodo. La Necesidad Neta de un periodo se calcula como la Necesidad Bruta del periodo más el Stock de Seguridad menos las Recepciones Programadas al inicio del periodo y menos el Disponible al final del periodo anterior. Si al hacer este cálculo, sale una necesidad neta negativa, significa que entre el disponible acarreado desde el periodo anterior y la recepción programada para el inicio del periodo, hay suficiente para abastecer la necesidad bruta y el stock de seguridad del periodo en cuestión; en este caso, la necesidad neta, que sale negativa, se hace igual a cero (no hay necesidad neta).
RO: Recepciones de Órdenes al inicio de los periodos. Se calculan a partir de las Necesidades Netas (siempre que éstas sean mayores que cero) según la política de tamaño de lotes que fijemos.
LO: Lanzamiento de Órdenes al inicio del periodo. Es la fila RO decalada en el tiempo un número de periodos igual al plazo de suministro.
La construcción de la Tabla 4 es muy sencilla. Empieza por determinar las Necesidades Brutas, iguales en este caso al Plan Maestro de Producción. Coloca a continuación el estado del inventario: recepción programada de 10 unidades para el Lunes y disponible inicial de 5. Seguidamente considera periodo a periodo empezando por el primero. Determinamos NN:
NN = 10 + 5 – 10 – 5 = 0
luego no hay NN, ni RO. El disponible al final del periodo 1 se calcula como el disponible inicial más las RP del primer periodo más las RO del primer periodo menos las NB del primer periodo:
DISP = 5 + 10 + 0 -10 = 5
En el segundo periodo:
NN = 10 + 5 – 5 = 10
Como vamos a tener que fabricar en periodos futuros tal vez interese más fabricar gran parte del trabajo de la semana de una vez, por lo que decidimos fabricar RO = 40 (ésta es la política de lotes). Observa que en el periodo anterior ha de ser LO = 40, ya que el plazo de suministro es de 1.
Termina tú mismo de construir la tabla. Como te decía anteriormente, si en algún periodo te sale negativo NN lo fijas a cero. Ten en cuenta también que el cómo convertimos la fila NN en la fila RO depende de la política de lotes, lo cual he fijado un tanto arbitrariamente.
Cuando hayas terminado con el artículo 27001 pasa al 28001 y luego al 30001 (o viceversa). Eso sí, el último tiene que ser el 80001. La explosión de necesidades completa es la siguiente (si hay algún error te agradecería me lo hicieras saber).

L M X J V S D
NB 10 10 20 40 20 10 0
RP 10 0 0 0 0 0 0
DISP (5) 5 25 5 5 15 5 0
NN 0 10 0 40 20 0 0
RO 0 30 0 40 30 0 0
LO 30 0 40 30 0 0 0

Tabla 5: Artículo 28001

L M X J V S D
NB 10 10 10 10 10 10 0
RP 10 0 0 0 0 0 0
DISP (1) 1 21 11 1 11 1 1
NN 0 10 0 0 10 0 0
RO 0 30 0 0 20 0 0
LO 30 0 0 20 0 0 0

Tabla 6: Artículo 30001

L M X J V S D
NB 100 0 90 90 0 0 0
RP 100 0 0 0 0 0 0
DISP (10) 10 10 10 10 10 10 10
NN 0 0 90 90 0 0 0
RO 0 0 90 90 0 0 0
LO 0 90 90 0 0 0 0

Tabla 7: Artículo 80001

Fíjate en cómo se determina NB de 80001, por ejemplo, en el primer periodo. Dado que 80001 se necesita para fabricar los tres ejes, habrá que sumar LO de los tres ejes en el primer periodo.
Con la explosión de necesidades concluye lo que hemos llamado el nivel de programación. A continuación viene el nivel de ejecución y control.

NIVEL DE EJECUCIÓN Y CONTROL.
En las filas LO encontramos los lanzamientos de órdenes de fabricación y aprovisionamiento para todos los periodos del horizonte considerado. Sin embargo, el Martes por la mañana se volverá a repetir todo lo que hemos hecho, con la certeza de qué es lo que pasó el Lunes (la demanda pudo ser por ejemplo inferior a la prevista). Entonces el Lunes debemos considerar sólo las LO del primer periodo como órdenes en firme.
Habrás observado que hay dos tipos de órdenes: las de los ejes son de fabricación, pues se realizan en el taller de la empresa, mientras que la materia prima se compra a un proveedor (órdenes de aprovisionamiento). Las órdenes LO de aprovisionamiento pasarán al Departamento de Compras mientras que con las de fabricación habrá que realizar una secuenciación u ordenación de los trabajos.
¿Qué es esto de la secuenciación? El Lunes tenemos que empezar tres trabajos: las 40 unidades de 27001 (trabajo T1), las 30 de 28001 (T2) y las 30 de 30001 (T3). Cada trabajo tiene que pasar por las cinco máquinas de la Tabla 1. Los tiempos de proceso de cada trabajo en cada máquina son los siguientes:

M1 M2 M3 M4 M5
T1 5 240 5 140 5
T2 5 120 5 300 5
T3 5 400 5 90 5

Tabla 8: Tiempos de proceso

El cálculo de la tabla 8 es muy sencillo: por ejemplo el T1 en M2 tarda:
40 unidades * 3 min./unidad + 120 min. de set-up = 240 min.
El problema que se plantea ahora es encontrar el orden en que vamos a introducir los trabajos en las máquinas para poder acabar dentro de nuestro plazo (1 día) o al menos acabar cuanto antes. Un posible orden es primero T3, luego T1 y luego T2, pero no es el único.
Los problemas de secuenciación en Gestión de la Producción son bastante complicados de resolver. Si estás interesado en estos problemas y/o en otros del enfoque PPC (Production Planning & Control System), puedes profundizar en ellos mediante alguna(s) de las referencias bibliográficas que se adjuntan.

BIBLIOGRAFÍA.
Nota. No se trata de una relación exhaustiva y completa de toda la bibliografía existente sobre Gestión de la Producción. El lector puede consultar en la bibliografía aquí citada, referencias adicionales sobre esta disciplina. En negrita se indican las referencias más asequibles, a mi juicio, para el no iniciado.

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http://www.apics.org [Última consulta: Diciembre de 2016].
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