apuntes (2014)

Apunte Español
Universidad Universidad Politécnica de Cataluña (UPC)
Grado Administración y Dirección de Empresas - 2º curso
Asignatura direccion produccion
Año del apunte 2014
Páginas 413
Fecha de subida 11/09/2014
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Dirección de Producción y Operaciones I Tema I: Introducción a la Dirección de Producción y Operaciones Definiciones • Producción: Cualquier proceso que transforma un grupo de inputs (materiales, personal, capital) en los outputs deseados (bienes y servicios) La Función de Producción Inputs Transformación Productos • Materiales • Mano de Obra • Capital • Diferentes procesos • Continuos • Intermitentes • Bienes • Servicios Sistema de Información y Control Dicotomía entre bienes y servicios Concepto Empresas Manufactureras Empresas de Servicios 1) Output Tangible Menos tangible 2) Gestión Generalizable Más Difícil de generalizar 3) Contacto con Clientes 4) Stocks Indirecto: Tendencia a Directo y personalizado directo Se pueden almacenar No se pueden almacenar Área Funcional de Producción y Operaciones Proveedores Planta de Producción Mayoristas Detallistas Clientes D1.1 P1 M1 D1.1 Proceso producción P2 D1.1 M2 D1.1 Proceso producción P3 Pn Stock M.P.
y Aux.
Stock P. A.
D1.1 Proceso producción Mn D1.1 Perspectiva Histórica de la Función de Producción • Años 50 i 60: Producción dominante – mercado de vendedores • Años 70: Marketing dominante – mercado equilibrado • Años 80: Finanzas dominante – mercado en recesión • En general, la función dominante determina la Estrategia sin influencia de las otras.
Situación actual entorno empresarial (1/2) • A nivel “macroeconómico” – Competitividad Global – Proveedores y/o clientes en cualquier parte del mundo – Productividad creciente a nivel mundial – Muy rápida evolución tecnológica Situación actual entorno empresarial (2/2) • A nivel “microeconómico” – Giro a favor del comprador. Paso de un mercado de vendedores a uno de compradores – Mercados altamente saturados – Retroceso en la lealtad a las marcas – Mayor variación en las preferencias de los consumidores – Mayor dificultad al hacer previsiones de ventas – Tendencia a la personalización del producto. Crecimiento de variantes, modelos….
– Ciclos de vida de los productos cada vez más cortos – Tiempos de diseño de los productos cada vez más cortos – Exigencia de calidad superior – Consumidores con superabundancia de información – Facilidad para comparar productos Nuevas exigencias a las empresas EFICIENCIA EFICIENCIA + CALIDAD + FLEXIBILIDAD Niveles de Estrategia MISIÓN ESTRATEGIA CORPORATIVA ESTRATEGIA NEGOCIO A ESTRATEGIA FINANCIERA ESTRATEGIA NEGOCIO B ESTRATEGIA COMERCIAL ESTRATEGIA NEGOCIO N ESTRATEGIA NEGOCIO C ESTRATEGIA I + D ESTRATEGIA PRODUCCIÓN Y OPERACIONES ESTRATEGIA RECURSOS HUMANOS Niveles de Estrategia • Social (Misión): Valores, principios y actitudes que regulen la actuación de la empresa • Corporativa: Negocios en los que la empresa quiere estar y con que recursos • De Negocio: Base de la ventaja competitiva del negocio y segmentos de mercado objetivo • Funcional: Como da soporte cada área funcional a la ventaja competitiva del negocio y como se coordinan para alcanzar el objetivo del negocio Fuentes de ventaja competitiva • Coste: Producción con sistemas especializados y altamente productivos. Normalmente en masa.
• Calidad: Productos fiables y sin defectos.
Adaptados al uso del cliente • Servicio: Asegurando los compromisos en cantidad, fecha y precio. Dando buena asistencia postventa • Flexibilidad: Rápida respuesta a los cambios en la demanda, modificando los productos y sus cantidades • Innovación: Foco en el desarrollo de nuevos productos, tecnologías y sistemas de gestión Ciclo de Vida y variables competitivas OP // aspectos cuestiones Estrategia de OM cuestiones Estrategia de la compañía / aspectos Introducción Variables Competitivas Fundamentales Mejor Mejor periodo periodo para para aumentar aumentar la la cuota cuota de de mercado.
mercado.
Es ingeniería Es vital vital la planear la I+Dde I + D.
Ventas HD-DVD DVD Buen Buenmomento momentopara para cambiar cambiarelelprecio preciooo lala imagen imagende decalidad.
calidad.
Aumentar de Fortalecerelelnicho segmento mercado.
del mercado.
TV’s Pantalla plana Impresoras de color El diseño y desarrollo del La planificación y desarrollo del producto son vitales.
producto frecuentes son vitales.en el Cambios Cambios diseño delfrecuentes producto en y del planificación del producto y proceso.
proceso.
Lotes de producción Lotes de producción pequeños.
pequeños.
Altos costes de producción.
Número de modelos limitado.
Atención a la calidad.
Innovación Flexibilidad Madurez Crecimiento DVD doble CD-ROM cara Mal momento para cambiar la imagen, el precio o la calidad.
Tener costes competitivos Los costes competitivos son resultamuy vital.
ahora importantes.
Defender la posición en el Faxes CD-ROM mercado.
Internet Restaurantes paraa color Impresoras comer en el coche.
Servicio Calidad Flexibilidad Es Es vital vital controlar controlar el coste.
el coste Discos blandos 3 Faxes.
1/2” Furgoneta Furgoneta Internet Las son críticas.
Muyprevisiones importante la previsión.
Fiabilidad del producto Fiabilidad del producto yy del proceso.
proceso.
Opciones y mejoras del del Posibilidades y mejoras producto competitivas.
producto competitivas.
Aumento Aumento de de la la capacidad.
capacidad.
Cambio para centrarse Cambio de tendencia para (enfoque) en el el producto.
producto.
centrarse en Atención Atención aa la la distribución.
distribución.
Declive Estandarización.
Standardization Cambios producto menos Less rapiddeproduct rápidos; más cambios changes - more minor menores; menos cambios changes anuales de modelo.
Optimum capacity Capacidad Increasing óptima.
stability of Estabilidad process creciente del proceso de producción.
Long production runs Grandes lotes de producción.
Product improvement and Mejora del producto y cost cutting reducción de costes.
Coste Servicio Poca singularización Little product del (diferenciación) differentiation producto.
Cost minimization Minimización de costes.
Overcapacity in the Sobrecapacidad en la industry industria.
Prune line todeeliminate Eliminación productos items returning good que nonot proporcionan un margin aceptable.
margen Reduce capacity Reducción de capacidad.
Coste Decisiones de Estrategia de Producción Estructurales a) b) c) Infraestructurales Capacidad f) Recursos Humanos Cuan cerca de esa capacidad se desea operar g) Planificación y Control de la Producción Cantidad y tipos de inputs .
Programación de su adquisición.
Instalaciones Traducción de la capacidad en unidades Operativas. Localización Grado de centralización y tipos de sistemas de planificación y control Tecnología de Producción/ h) Procesos Tipos de maquinaria, layout y automatización del proceso d) Desarrollo de Producto / Procesos Política líder / seguidor en R + D + I e) Integración Vertical Que parte del valor del producto final será debido al proceso Nivel de formación para los puestos, programas de formación, sistemas de promoción i remuneración i) Control de Calidad Política de calidad, calidad total o control de calidad. SPC o Muestreo de aceptación Organización Tipo de estructura organizativa, número de niveles y grado de centralización Excelència en Producción • Etapas de desarrollo y mejora en Producción respecto a la estrategia de negocio: – Etapa 1: Internamente Neutral – Etapa 2: Externamente Neutral – Etapa 3: Soporte Interno – Etapa 4: Soporte Externo Etapa 1: Internamente Neutral • Los directivos no esperan contribución alguna de Producción en conseguir la ventaja competitiva del negocio, por lo tanto tratan de minimizar sus efectos negativos • El objetivo es producir aquello que se pide sin ninguna sorpresa Etapa 2: Externamente Neutral • Consiste en conseguir la paridad con los competidores mediante: – Evitar grandes cambios en los productos y los procesos – Invertir en nuevos equipos, más rápidos y automáticos para conseguir ventajas competitivas temporales – Ver las economías de escala como la variable definitoria de la eficiencia en producción • Es una etapa propia de mercados con pocos competidores que siguen el ritmo de un líder Etapa 3: Soporte Interno • Fabricación da soporte interno a la estrategia de negocio. No ayuda a definir la estrategia pero esta se convierte en requerimientos que producción lleva a la práctica de manera fiable • Se toman decisiones en el ámbito de producción que no contradigan la estrategia competitiva de la empresa Etapa 4: Soporte Externo • Todas las áreas funcionales trabajan conjuntamente para conseguir el objetivo del negocio y deciden la estrategia de negocio de manera coordinada • El concepto de fabricación es una distinción para los clientes de la empresa • La empresa adquiere un liderazgo tecnológico y trabaja en la mejora continua de los procesos actuales y se anticipa a las tecnologías futuras Los 4 niveles de las estrategias funcionales LOS CUATRO NIVELES DE LAS ESTRATEGIAS FUNCIONALES ÁREA FUNCIONAL ETAPA INVESTIGACIÓN COMERCIAL / MARKETING PRODUCCIÓN INTERNAMENTE NEUTRAL Igual que antes Pedidos Reacción EXTERNAMENTE NEUTRAL Specs de la industria Tecnología propia Resuelve necesidades Liderazgo tecnológico Contacto externo Avanza oportunidades Copia a competidores Sigue prácticas de la industria Plan de marketing Sigue estrategia división SOPORTE INTERNO SOPORTE EXTERNO Dirige tendencias Ventaja competitiva Nuevos productos / segmentos Análisis de competidores Marcas líder Mejora continua Características de la excelencia: INTERACCIÓN HORIZONTAL PROYECTOS DE VALOR FUNCIONES EQUILIBRADAS ANÁLISIS EXTERNO Empresas Excelentes en Producción 1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Tienen estrategias de negocio claras y los trabajadores se identifican en ellas Tienen una gran disciplina y gestionan todos los aspectos del negocio Integran las funciones y trabajan en paralelo Los directivos de producción ven su tarea como un trabajo conjunto con Marketing / Ventas y I+D+I Continuamente se hacen mejoras incrementales en tecnología Obtienen mejor rendimiento a las máquinas porque tienen mejor ingeniería La Calidad forma parte de sus variables competitivas, ofreciendo una calidad superior a la competencia Dirección de Producción y Operaciones I Tema II : Capacidad y Medidas de Rendimiento Capacidad de un proceso (1/2) • La capacidad de un sistema productivo es la máxima cantidad de producto que se puede obtener de ese sistema en un período de tiempo determinado.
• Todas las operaciones tienen alguna limitación en su capacidad: una fábrica tiene un máximo output semanal; una máquina tiene una máxima producción en una hora; un avión tiene un número máximo de asientos; un hospital tiene un número máximo de camas • A veces determinar la capacidad es obvio (el número de asientos en un teatro o habitaciones en un hotel, por ejemplo) pero otras veces esta determinación es menos evidente.
• ¿Se tiene en cuenta los tiempos medios de avería de las máquinas, el tiempo de preparación, el absentismo…….? Capacidad de un proceso (2/2) • Capacidad Proyectada (Capacidad Teórica o Cadencia Tecnológica Óptima) donde: – – – – – N: Número de máquinas H: Horas de trabajo por turno S: Número de turnos per día D: Número de días de trabajo por año M: Tiempo de proceso por unidad (en minutos) • Capacidad Efectiva o Real – Output máximo que podemos esperar obtener en las condiciones normales (habituales) de trabajo Medidas de Rendimiento • Utilización – Porcentaje de la capacidad proyectada (teórica) que usamos • Eficiencia – Porcentaje de la capacidad efectiva (real) que usamos Fórmulas de cálculo  Eficiencia  t   output real =  t  100  capacidad efectiva    output real   100  capacidad proyectada t  Utilización t =  Ejemplo 1 • Una máquina está proyectada para trabajar un turno de 8 horas al día, cinco días a la semana.
Cuando trabaja puede producir 100 unidades del producto A por hora. Se ha observado que en promedio, el tiempo de mantenimiento, averías, etc. suponen un 10% del tiempo de trabajo de la máquina. En una semana “X” determinada, la máquina ha producido 3.000 unidades del producto A. Determinar los indicadores de rendimiento de rendimiento de la máquina en esa semana “X” Ejemplo 1: Solución • Capacidad teórica = 8 h/día x 5 días/sem. x 100 unid A/hora = 4.000 unidades por semana • Capacidad real = 8 h/día x 5 días/sem. x (1-0,10) x 100 unid A/hora = 3.600 unidades por semana • Producción Real = 3.000 unidades en semana “X” • Utilización = (3.000 / 4.000) x 100 = 75 % • Eficiencia = (3.000 / 3.600) x 100 = 83,3 % Ejemplo 1: Solución • Otro enfoque de resolución – Cuando la máquina trabaja, produce 100 unidades de “A” por hora. Por lo tanto para hacer una unidad de “A” se necesitan (“consumen”) 1/100 (horas/unidad de A) = 0,01 horas / unidad de A.
– Capacidad teórica = 8 h/día x 5 días/sem. = 40 horas de capacidad de máquina por semana – Capacidad real = 8 h/día x 5 días/sem. x (1-0,10) = 36 horas de capacidad de máquina por semana – Producción en semana “X”= 3.000 unidades x 0,01 horas de máquina / unidad de A = 30 horas de máquina – Utilización = (30 / 40) x 100 = 75 % – Eficiencia = (30 / 36) x 100 = 83,3 % Ejemplo 2 – La misma máquina del ejemplo anterior, en la semana “Y” produce tres artículos distintos: – A: 1500 unidades; Tiempo ciclo = 0,01 h/unid.; Tiempo de cambio = 0,5 horas – B: 400 unidades; Tiempo ciclo = 0,03 h/unid.; Tiempo de cambio = 1 hora – C: 100 unidades; Tiempo ciclo = 0,02 h/unid.; Tiempo de cambio = 0,5 horas Determinar los indicadores de rendimiento de la máquina en la semana “Y” Ejemplo 2: Solución – Capacidad teórica = 8 h/día x 5 días/sem. = 40 horas de capacidad de máquina por semana – Capacidad real semana “Y”= (8 h/día x 5 días/sem.) x (1-0,10) – (0,5 + 1 +0,5) = 34 horas de capacidad de máquina en la semana “Y” – Producción en semana “Y”= (1.500 unid A x 0,01 horas de máquina / unidad de A) + (400 unid B x 0,03 horas de máquina / unidad de B) + (100 unid C x 0,02 horas de máquina / unidad de C) = 29 horas de máquina – Utilización = (29 / 40) x 100 = 72,5 % – Eficiencia = (29 / 34) x 100 = 85,3 % Ejemplo 3 • Una máquina está proyectada para trabajar en tres turnos de ocho horas al día, siete días por semana.
Cuando trabaja puede producir 9.000 unidades por hora. Los cambios de medida del producto, paradas por avería y mantenimiento suponen en media 15 horas por semana. A lo largo de una semana concreta, la máquina ha producido un total de 1,25 millones de unidades. Que indicadores de rendimiento de la máquina podemos extraer de estos datos? Ejemplo 3: Solución • Capacidad proyectada = (1 x 8 x 3 x 7) / ((60/9000) / 60) = 9000 x 8 x 3 x 7 = 1.512.000 unidades por semana • Capacidad Efectiva = 1.512.000 x (168 – 15) / 168 = 1.377.000 unidades por semana • Output Real = 1.250.000 unidades por semana • Utilización = 1.250.000 / 1.512.000 = 82,67 % • Eficiencia = 1.250.000 / 1.377.000 = 90,78 % Otros conceptos importantes sobre capacidad (1) • Centro de trabajo (Work center): – Grupo de personas y/o máquinas que tienen una identificación clara a efectos de capacidad y planificación: Fábrica de coches (prensas, fundición, montaje, pintura, ….); Empresa perfumería (laboratorio de esencias, fabricación, envasado, expedición,….); Empresa cervecera (fabricación, embotellado,…) – A los CT se les llama también Secciones o Departamentos.
CT Otros conceptos importantes sobre capacidad (2) • Cuello de botella (Bottelneck): Centro de trabajo que limita la capacidad de una planta, o recurso que limita la capacidad de un CT CT1 CT3 55 un./h.
45 un./h.
CT5 65 un./h.
CT2 CT4 60 un./h.
65 un./h.
Otros conceptos importantes sobre capacidad (3) • Carga de un CT – Volumen de trabajo que tiene por delante (para hacer) una planta o un CT.
Gráfico de Carga Carga (miles unid.) 90 80 70 Capacidad 60 50 40 30 20 10 0 Mes E F M A My J Jl .
, , , Ejemplo 4 • Una planta embotelladora tiene tres secciones: – Embotellado: 2 máquinas con un volumen máximo de embotellado de 100 litres por minuto cada una y un tiempo de paro por mantenimiento de una hora por día – Etiquetado: 3 máquinas de etiquetado, cada una de ellas con un output máximo de 3.000 botellas por hora, y los paros programados son de 30 minutos por día en promedio – Empaquetado: área con una capacidad de 10.000 cajas por día • La planta está diseñada para llenar botellas de litro y ponerlas en cajas de 12 botellas durante 12 horas de trabajo al día.
a) b) c) d) Cual es la capacidad proyectada de la planta? Cual es la capacidad efectiva de la planta? Si trabajásemos a la capacidad efectiva de la planta, cual es la utilización de cada sección? Si una avería reduce el output a 70.000 botellas, cual es la eficiencia de cada operación? Ejemplo 4: Solución • La planta se puede ver como una línea de fabricación: Embotellado ----- Etiquetado ----- Empaquetado 2 máquinas 3 máquinas 1 área 100 l. /min.
3.000 bot/h 10.000 cajas/d Mant. 1h/día Paro 30 min/día Para homogeneizar los datos elegiremos como unidad las botellas de litro por día Ejemplo 4: Solución • Las capacidades proyectadas en cada área son: – Embotellar: • 2 máq. * 100 l/(máq * min) * 60 min/h * 12 h/día = 144.000 bot / día – Etiquetar: • 3 máq * 3000 bot / (máq * h) * 12 h/día = 108.000 bot /día – Empaquetar: • 10.000 cajas / día * 12 bot. / caja = 120.000 bot/día • La capacidad de la planta la fija la operación con menor capacidad (Cuello de botella) : La sección de Etiquetado, por lo tanto la Capacidad Proyectada será 108.000 bot/día Ejemplo 4: Solución • Las capacidades efectivas tomarán en consideración los paros previstos: – Embotellar: 144.000 * (11 / 12) = 132.000 bot/día – Etiquetar: 108.000 * (11,5 / 12) = 103.500 bot/día – Empaquetar: 120.000 bot/día • La capacidad efectiva de la planta la volverá a dar el Cuello de botella: 103.500 bot/día Ejemplo 4: Solución • Si la planta trabaja a 103.500 bot / día, las utilizaciones son: – Embotellar = 103.500 / 144.000 = 0,719 = 71,9 % – Etiquetar= 103.500 / 108.000 = 0,958 = 95,8 % – Empaquetar = 103.500 / 120.000 = 0,863 = 86,3 % Ejemplo 4: Solución • Con un Output Real de 70.000 botellas por día, las eficiencias serian: – Embotellar: 70.000 / 132.000 = 0,530 = 53 % – Etiquetar: 70.000 / 103.500 = 0,676 = 67,6% – Empaquetar: 70.000 / 120.000 = 0,583 = 58,3 % Productividad • Productividad Total de un sistema productivo: Cociente entre el output total producido por el sistema y el input total utilizado para obtenerlo, para un período determinado de tiempo, y medido en unidades homogéneas.
 Output Total   Productividad Total t =   Input Total  t Productividad parcial de un Factor • Mide el Output total con respecto a una clase determinada de input:  Output Total   Productividad Parcial de un factor t =   Input del factor  t • Algunos ejemplos de Productividad parcial de un factor muy utilizados son la productividad de la maquinaria, de la mano de obra, del capital o de la energía.
Productividad Multifactorial • Mide el Output Total en relación a algún subconjunto específico de inputs, por ejemplo Materiales y Mano de Obra, o Materiales y Energía, etc.
  Output Total Productividad Multifactorial =  t   Subconjunto de Inputs   t Ejemplo 5 • Datos sobre un producto en el primer cuatrimestre: – – – – – – Precio de venta : 40 Euros Unidades vendidas: 1.000 Coste Materia Primera : 8.000 Euros Coste Mano de Obra : 5.000 Euros Coste Energía: 7.000 Euros Otros costes: 10.000 Euros • Describir la productividad del proceso de fabricación correspondiente.
Ejemplo 5: Solución 40×1000 = 1,33  Productividad Total  = 8000+5000+7000+10000 • En promedio, por cada Euro de input se producirán 1,33 Euros de Output.
• Productividades Parciales: – Materiales : – Mano de Obra : – Energía: – Otros costes: 40 x 1000 / 8000 = 5 40 x 1000 / 5000 = 8 40 x 1000 / 7000 = 5,7 40 x 1000 / 10000 = 4 Ejemplo 5: Solución • Productividades Multifactorial: – Materiales y Mano de Obra: 40 x 1000 / (8000 + 5000) = 3,1 – Materiales y Energía: 40 x 1000 / (8000 + 7000) = 2,7 – Mano de Obra y Otros Costes: 40 x 1000 / (5000 + 10000) = 2,7 Ejercicio 6 • Ana trabaja en la actualidad 12 horas al día para producir 240 muñecas. Cree que cambiando el tipo de pintura que hace servir para las facciones de la cara y las uñas podría incrementar el ritmo de trabajo hasta poder hacer 360 muñecas al día.
– – – – El coste total del material parar cada muñeca es de 3,50 € El coste por las herramientas de trabajo es de 20 € al día Los costos de energía son de 4 € al día El coste de personal es de 10 € por hora trabajada • Cual es actualmente la productividad total y las productividades parciales de los factores? • Si cambia de pintura, el coste de material aumenta en 0,50 € por muñeca, como cambia la productividad total y parcial? • Cual sería el máximo incremento de coste de material asumible para aceptar la propuesta de Ana? Ejemplo 6: Solución • Hacemos el cálculo de la Productividad total en base a los datos de un día: – – – – – – – – Coste Mano de Obra: 12 h x 10 € = 120 € Coste de Materiales: 240 u x 3,5 € = 840 € Coste de Energía: 4 € Coste de las Herramientas: 20 € Inputs Totales: 120 + 840 + 4 + 20 = 984 € Output Total: 240 muñecas Productividad Total: 240 / 984 = 0,24 u / € gastado La Inversa de la Productividad es el Coste Unitario: 1 / 0,24 = 4,1 € / unidad Ejemplo 6: Solución • Productividades Parciales de los Factores – – – – Productividad de la Mano de Obra: 240 / 120 = 2 u/€ Productividad de los Materiales: 240 / 840 = 0,29 u/€ Productividad de la Energía: 240 / 4 = 60 u / € gastado Productividad de las Herramientas: 240 / 20 = 12 u / € gastado • Productividad Multifactorial – Productividad de M.O. y Materiales: 240 / 960 = 0,25 u/€ – Productividad de Energía y Herramientas: 240 / 24 = 10 u/€ Ejemplo 6: Solución • Con la pintura nueva: – Coste de Materiales sube 0,50 € por unidad y la producción aumenta a 360 muñecas • Coste de Materiales: 360 u x 4 € = 1.440 € • Costes de Energía, Herramientas y Personal no varían.
• Inputs Totales: 1.584 € – Productividad Total: 360 / 1.584 = 0,227 u / € • Antes teníamos 0,24 u / €, por lo tanto la propuesta supondría reducir la Productividad Total Ejemplo 6: Solución • Veamos las Productividades Parciales: – – – – Productividad de la Mano de Obra : 360 / 120 = 3 u/€ Productividad de los Materiales : 360 / 1440 = 0,25 u/€ Productividad de la Energía : 360 / 4 = 90 u / € invertido Productividad de las Herramientas : 360 / 20 = 18 u / € invertido • Productividad Multifactorial – Productividad de M.O. y Materiales : 360 / 1.560 = 0,23 u/€ – Productividad de Energía y Herramientas : 360 / 24 = 15 u/€ Ejemplo 6: Solución • Máximo Incremento Aceptable – Busquemos cual debería ser el Input Total para que la Productividad Total no bajase: • Productividad Total : 360 / Input Total = 0,24 u/€ • Input Total = 360 / 0,24 = 1.500 € – El resto de Inputs no han cambiado y suman 144 €, por lo que el máximo coste de materiales seria 1.500 – 144 = 1.356 € – Dividiendo por 360 Unidades, el máximo coste de materiales unitario seria: 1.356 / 360 = 3,77 €/u – Si el coste anterior era de 3,5 €/u, el máximo incremento aceptable de coste de materiales seria de 0,27 € por muñeca Ejemplo 7 • Una empresa ha instalado un sistema de empaquetado automático de sus productos con una amortización anual de 24.000 €.
• El tiempo de empaquetado se ha reducido en un total de 2.000 horas-hombre a una tarifa media de 18 € / hora.
• La producción ha aumentado en el primer año de funcionamiento del sistema pasando de 400.000 unidades empaquetadas a 480.000 unidades.
• Sabiendo que el input de mano de obra anterior al sistema automático era de 192.000 €, determinar la mejora en productividad de la mano de obra como consecuencia de la introducción del nuevo sistema de empaquetado Ejemplo 7: Solución • El input de Mano de Obra en el ejercicio 1 (con el sistema de empaquetado automatico) es: 192.000 € – 2000 Hh x 18 € = 156.000 € Por lo tanto, los datos de que disponemos son: AÑO 0 AÑO 1 Manual Automático - 24,000 Producción 400,000 480,000 Input M.O.
192,000 156,000 Proceso Amortización En consecuencia tenemos : (PPMO)1 = 400.000 /192.000 = 2,083 (PPMO)2 = 480.000 / 156.000 = 3,077 ∆ PPMO = 3,077 / 2,083 = 1,476 ∆ PPMO 47,6 % Ejemplo 8 • • • • • Una empresa está estudiando instalar dos robots de pintado en sus líneas de producción. Cada robot cuesta 52.000 € y se amortizan en 10 años con valor residual nulo.
Los robots sustituirán a 3 personas de producción, y la empresa no tiene intención de despedirlos sino que los reciclará para que se dediquen a otros trabajos. El coste del reciclaje es de 13.000 €. La empresa amortiza este coste en el primer año de funcionamiento de los robots.
En el primer año de trabajo, los robots se estima que reducirán las pérdida de pintado en un 10% del total de input antes de su instalación es decir, en 26.000€. Esta reducción del input de materiales se debe a la mejora en la calidad del producto final que se obtiene y que provoca que no haya rechazos o repeticiones de trabajos.
Suponiendo que el resto de factores de input y el output permanecen constantes, determinar el impacto que tendrán los robots en la productividad total de la planta en el primer y segundo año de funcionamiento de los mismos.
El valor total del input antes de instalar los robots es de 260.000 € Ejemplo 8: Solución (1/2) Las fórmulas a utilizar son: Pues O0 = O1 I0 = 260.000 € I1 = 260.000 € + Coste reciclaje (13.000 €) + Amortización robots (52.000 x 2 / 10 €) – reducción perdidas de pintado (26.000 €) = = 257.400 € = 260.000 / 257.400 = 1,01 El primer año los robots incrementan la productividad un 1%.
Ejemplo 8: Solución (2/2) • En el segundo año de funcionamiento de los robots al no haber ya costes de reciclaje (13.000€), el valor del input es de 244.400 €.
Por lo tanto la variación de productividad total del año 2 respecto a laño inicial 0 (sin robots) será: 260.000 / 244.400 = 1,064 Incremento del 6,4 % Planificación de la Capacidad (1/2) • El problema al que nos enfrentamos cuando queremos ajustar capacidad y demanda es que mientras que la demanda en su aumento o disminución se mueve en pequeñas cantidades y puede tomar casi cualquier valor, la capacidad a menudo varia en grandes cantidades.
• Típicamente, la capacidad se aumenta usando una máquina adicional, abriendo otra tienda, empleando otra persona, usando otro vehículo,etc. es decir, la demanda varia de manera contínua mientras que la capacidad lo hace a “saltos”.
Planificación de la Capacidad (2/2) • El proceso de planificación de la capacidad tiene por objetivo equiparar la capacidad disponible y la demanda prevista a corto, medio y largo plazo.
– A medio y largo plazo: Decisión Estratégica.
– A corto plazo: Corrección de desajustes, mediante: • Ajustar la demanda a la capacidad disponible • Ajustar la capacidad a la demanda Planificación capacidad a corto plazo (1/2) Ajuste de la demanda a la capacidad • Variar el precio, subiéndolo para los productos con capacidad insuficiente y bajándolo para los de capacidad sobrante (Precaución con las pérdidas y con la competencia) • Cambiar el esfuerzo de marketing potenciándolo en los productos con capacidad sobrante y disminuyéndolo en los otros • Para los productos con capacidad sobrante, ofrecer incentivos de venta como muestras gratuitas y regalos • Cambiando productos equivalentes, sustituyendo si es posible los productos sin capacidad (Ej. Detergente Sólido por Líquido) • Variando los plazos de entrega, haciendo esperar a los clientes en productos con problemas de entrega por defecto de capacidad (Ej.
Coches) • Utilizando un sistema de reservas o citas previas (Ej. El Bulli) Planificación capacidad a corto plazo (2/2) Ajuste de la capacidad a la demanda • • • • • • • • • • Hacer horas extras Cambiar el número de turnos Utilizar personal a tiempo parcial en temporadas altas Programar el trabajo de manera que la Mano de Obra pueda variar en función de la demanda Ajustar la velocidad de equipos y procesos a la demanda Reprogramar las intervenciones de mantenimiento Utilizar subcontratas externas Alquilar espacio adicional Ajustar el proceso, por ejemplo incrementando el tamaño de los lotes para reducir los tiempos de preparación Hacer que los clientes hagan parte del trabajo (Ej. Cajeros Automáticos; Empaquetado en las cajas de los supermercados) Planificación de capacidad a medio y largo plazo (1/6) • Plantear en un horizonte de 4 a 5 años como debe evolucionar mi capacidad productiva • Se debe tener en cuenta: – Evolución prevista de la demanda – Coste de la decisión de incrementar o reucir la capacidad – Evolución de la innovación tecnológica (obsolescencia de la tecnología) – Actuación de la competencia Planificación de capacidad a medio y largo plazo (2/6) • Estrategias básicas: – A) La capacidad será en todo momento al menos igual a la demanda (lo que significará más inversión en equipos y una más baja utilización) – B) La capacidad será más o menos igual a la demanda lo que significa que a veces hay exceso de capacidad y a veces déficit.
– C) La capacidad será en todo momento como máximo igual a la demanda, pero normalmente inferior. Se incrementa solo cuando se ha conseguido utilizar totalmente el último aumento realizado de la misma. (lo que significará inversiones más pequeñas, dará mayor utilización, pero condiciona el nivel de output).
Planificación de capacidad a medio y largo plazo (3/6) • Estrategia A: – Política agresiva – Nos adelantamos a la demanda – Queremos que la probabilidad de satisfacer la demanda sea superior a la de romper – Riesgo: si la demanda bajase me quedaré con equipos infrautilizados y/o stocks grandes Demanda Nueva capacidad Demanda esperada Tiempo Planificación de capacidad a medio y largo plazo (4/6) • Estrategia B: – Probabilidad de satisfacer demanda igual a la de romper Demanda Nueva capacidad Demanda esperada Tiempo Planificación de capacidad a medio y largo plazo (5/6) • Estrategia C: – Probabilidad de satisfacer demanda menor que la de romper – Es una política “reservona” – Peligro de que la demanda aumente de manera imprevista y fuerte quedándonos sin posibildad de dar respuesta – Política lógica en fase de declive del producto Nueva capacidad Demanda Demanda esperada Tiempo Planificación de capacidad a medio y largo plazo (6/6) • Esta estrategias están relacionadas con la situación del producto / mercado en su ciclo de vida Introducción Crecimiento Madurez Estrategia B Estrategia A Declive Estrategia C Ejemplo 9 (Planificación de la capacidad) • Una empresa metalúrgica está determinando su necesidad de matrices en la sección de prensas para ser capaz de producir 300.000 piezas buenas al año.
• La operación de prensado tiene un tiempo ciclo de 1,2 minutos / pieza y se produce un 2% de piezas defectuosas.
• Sabiendo que una matriz puede trabajar 2.200 horas al año, ¿cuántas matrices se necesitan? Ejemplo 9: Solución • Determinaremos en primer lugar la producción en piezas buenas a realizar (capacidad a instalar): 300.000 / (1-0,02) = 306.122 piezas a producir / año • Determinaremos a continuación la capacidad de producción anual de una matriz: Tiempo ciclo = 1,2 minutos / pieza 60 minutos / hora ÷ 1,2 minutos / pieza = 50 piezas / hora 50 piezas / hora × 2.200 horas / año y matriz = 110.000 piezas / año y matriz • Determinamos ahora el número de matrices: 306.122 piezas / año ÷ 110.000 piezas /año y matriz = 2,78 matrices • En realidad deberemos disponer de 3 matrices, lo que supondrá una Utilización anual de: Capacidad con 3 matrices: 3 matrices × 110.000 piezas / año y matriz = 330.000 piezas /año Utilización = 306.122 piezas /año ÷ 330.000 piezas / año = 0,9276 → 92,76 % Direcció de Producción y Operaciones I Tema III: Diseño y Planificación de Procesos Definición y Análisis de Procesos DEFINICIÓN DEL PRODUCTO ANÁLISIS DEL PRODUCTO DISEÑO DEL PROCESO DISEÑO DE OPERACIONES ESTUDIO DE MÉTODOS MEDIDA DEL TRABAJO Diseño y análisis de Procesos 1. Hemos de definir el Producto 2. Hemos de analizar el Producto • • • Diagrama Gozinto Estructura del Producto Decisiones de Make or Buy 3. Tomar decisiones de proceso (como hacer) • En función de les características tanto del producto como de la demanda Definir el Producto • Especificaciones del producto (I+D, Comercial / Marketing) – características básicas del producto • Planos (Dpto Ingeniería de producto) • Previsiones de demanda (Marketing / Comercial) Definir producto Análisis del Producto Diagrama Gozinto de un Triciclo Análisis del producto Análisis del producto Estructura del producto (BOM) A4 TRICICLO A4 Cjto Cuadro + Ruedas + Manillar Asiento (10) A3 Sbcjto Manillar Cjto. Cuadro + Rueda delantera + Ruedas traseras S2 Manillar (8) A2 Asideros (9) Abrazadera y Tornillo (7) Sbcjto Rueda delantera S1 Rueda delantera (4) Guardabarros (5) Horquilla (6) Sbcjto Cuadro + Ruedas traseras A1 Cuadro (1) Análisis del producto Rueda derecha trasera (2) Rueda izquierda trasera (3) Decisiones de proceso Tipos de producción • según grado de conocimiento de la demanda: – contra pedido: el producto final se realiza después de conocer la demanda concreta de los clientes (ejemplos: un edificio, un portaaviones, una central eléctrica, un vestido de alta costura,...). Pueden ser pedidos únicos, como los submarinos, industria aeroespacial, edificios, presas, etc., o pueden ser pedidos múltiples, como las máquinas herramientas, autobuses, grandes camiones de transporte, alta costura, etc..
– contra stock: el producto final se produce antes de conocer la demanda concreta de un cliente. Es el caso más general que se da en la industria, así podemos citar la industria de automóviles, la farmacéutica, electrodomésticos, etc..
– En la práctica real, normalmente existen situaciones intermedias. Una empresa tiene líneas de productos contra stock y líneas de producto contra pedido. También nos podemos encontrar con parte del proceso de producción contra stock y parte contra pedido. De este último caso es paradigmática la industria del automóvil.
Decisiones de proceso Decisiones de proceso Tipos de producción • Según la naturaleza del flujo de materiales entre operaciones: INTERMITENTE CONTÍNUO Variedad de artículos Un único artículo Demanda variable Demanda constante Maq / Equipo uso general Maq / Equipo especializado Poca o nula automatización Muchísima automatización MOD cualificada MOD muy poco cualificada Producción por lotes Producción continúa Cantidades “pequeñas” Cantidades grandes Ruta entre operaciones variable Ruta entre operaciones fija Variable a efectos de PyC: Tamaño lote Tiempo ciclo TALLER LÍNEA DE PRODUCCIÓN Ejemplos de producción continua son la industria química, las refinerías de petróleo, la industria automovilística (en el montaje), la de los ordenadores, electrodomésticos, etc.. Ejemplos de producción intermitente son la fabricación de máquinas herramientas, la fabricación de muebles, las imprentas, fermentación de productos, etc..
Decisiones de proceso Decisiones de proceso Tipos de producción • Según la naturaleza del flujo de materiales entre operaciones: Producto A Sección 1 Sección 2 Sección 3 Producto B Producto C Sección 4 Sección 5 Sección 6 Intermitente Operac. 1 Operac. 2 Operac. 3 Operac. 6 Operac. 1 Operac. 4 Operac. 5 Operac. 2 Operac. 3 Operac. 6 Operac. 1 Operac. 2 Operac. 5 Operac. 4 Operac. 5 Operac. 2 Producto A Producto B Operac. 3 Producto C Continuo Decisiones de proceso Decisiones de proceso Tipos de producción • Según Layout (organización física de los recursos) • También se basa en dos características: – La variedad de productos a producir – La cantidad de productos a hacer • • • • • Proyecto Taller (job shop) Lote (batch) Línea de producción / montaje Flujo continuo (planta procesadora) Decisiones de proceso Decisiones de proceso Tipos de producción (según Layout) • Proyecto – se fabrica una producto singular, usualmente hecha a medida en función de especificaciones del cliente – Cada producto es esencialmente único, consecuentemente el proceso se caracteriza por una amplia variedad, con mínima estandarización o equipo especializado – gran flexibilidad en el proceso para enfrentarse con nuevas situaciones y problemas – mano de obra cualificada – El proceso se planifica y controla por métodos de gestión de proyectos (ROY, PERT / CPM…..) – el número de unidades fabricadas es bajo, cada una de ellas contiene una considerable cantidad de trabajo – altos costes unitarios – Ejemplos: construcción de barcos, de satélites, construcción de edificios, autor escribiendo un libro, consultores de empresa preparando un informe, realización de unos Juegos Olímpicos Decisiones de proceso Decisiones de proceso Tipos de producción (según Layout) • Taller (Job shop) – fabrica pequeñas cantidades de una amplia variedad de productos – La gama de productos hecha es más estrecha que la de los procesos tipo proyecto, pero hay aún una considerable variedad – maquinaria de aplicación general la cual debe ser peparada y "cambiada" cada vez que se inicia la fabricación de un nuevo producto – Cada producto puede ir a través de una diferente secuencia de operaciones y equipos – Equipos de utilización general y una cualificada mano de obra – utilización maquinaria es normalmente baja – pueden existir cuellos de botella en algunos recursos que están sobrecargados temporalmente – programación y seguimiento de los trabajos difícil – altos costes unitarios – Ejemplos: Fabricantes de vehículos especiales, fabricantes de máquinas herramientas, alta costura, imprentas, fabricantes de muebles, restaurantes Decisiones de proceso Decisiones de proceso Tipos de producción (según Layout) • Lote (batch) – Pequeños lotes de productos similares se hacen con el mismo equipo – Aumentamos el número de unidades de cada lote – Se reducen respecto al Taller los costes por poner a punto la maquinaria para este producto y los paros asociados – Se realizan series de lotes a lo largo del tiempo, y la producción se almacena hasta que se necesita para satisfacer la demanda de los clientes – menos variedad de productos respecto al Taller y poca customización(hecho a medida) – La maquinaria utilizada es aun de uso general, pero ya hay lugar para alguna especialización – Personal cualificado – Ejemplos: editoriales, fabricantes de ropa "prêt a porter" (pantalones, faldas..), industria farmacéutica, fabricas de skis.
Decisiones de proceso Decisiones de proceso Tipos de producción (según Layout) • Línea de producción / montaje – Grandes volúmenes de unidades idénticas de un producto único – Muy poca variedad en los productos, exceptuando pequeños cambios en el modelo básico, introducidos usualmente en los acabados finales – Los procesos de producción en masa cuentan con una segura, y alta demanda de un producto conocida por adelantado – Maquinaria especializada para fabricar el producto – Mano de obra poco cualificada para hacerlo funcionar, y en casos extremos puede ser completamente automatizado – Coste unitario del producto “bajo” – Ejemplos: automóviles, electrónica de consumo, lavadoras, plantas embotelladoras (refrescos..), restaurantes de comida rápida Decisiones de proceso Decisiones de proceso Tipos de producción (según Layout) • Flujo continuo – Grandes volúmenes de un único producto o pequeños grupos de productos relacionados, tales como la química gruesa – El proceso es diferente a la producción en masa porque el producto emerge como un flujo continuo en lugar de en unidades discretas – Maquinaria y equipos altamente especializados que operan 24 horas diarias sin prácticamente cambios o interrupciones – Proceso muy intensivo en capital – Cuando esta en funcionamiento necesita muy poca mano de obra – Costes unitarios bajos – Ejemplos: refinerías de petróleo, fábricas de cerveza, fábricas de papel, refinerías de azúcar, fabricas de leche.
Decisiones de proceso Decisiones de proceso Tipos de producción (según Layout) • Los tipos de proceso enumerados arriba están en orden de incremento de la cantidad de producción, y en decremento de la variedad • los procesos tipo Proyecto y Taller son sistemas contra pedido, que esperan recibir una orden del cliente, y entonces fabricar el producto solicitado • Lote, producción en masa y Flujo continuo son sistemas contra stock, que hacen el producto conforme a los planes preestablecidos, y entonces lo almacenan hasta que los clientes lo pidan Decisiones de proceso Tendencia actual • Producción en línea. El flujo de trabajo no retrocede • Plazo de fabricación lo más corto posible para acercarse lo más posible a la producción bajo pedido • Reducir los stocks de todo tipo Decisiones de proceso Reingeniería de procesos IMPLANTACIÓN POR PROCESO(tipo Taller) vs. POR PRODUCTO (en Linea) (tipo Taller) (en Linea) Decisiones de proceso Decisiones de proceso • Una vez elegido el tipo de proceso, se pasa a su definición, enumerando las actividades que lo componen, y a su análisis, intentando eliminar las actividades que no añaden valor al producto que elaboramos y que añaden solo coste.
• Los instrumentos básicos de definición y análisis del proceso son: – Diagramas de proceso – Diagramas de recorrido – Cuestionario Diagramas de Proceso • Representación gráfica que describe las actividades que componen un proceso productivo. Se utilizan símbolos estándar: Operación: Ocurre cuando se modifican las características físicas y/o química de un objeto (incluso un montaje o desmontaje) Transporte: Ocurre cuando un objeto se mueve de un lugar a otro (intra o inter secciones productivas) Almacenamiento: Ocurre cuando un objeto se guarda o protege contra su traslado no autorizado Inspección: Ocurre cuando un objeto se examina de para su identificación o se verifica por calidad o cantidad en alguna de sus características Demora o espera: Ocurre cuando las condiciones que rodean a un objeto impiden la realización de la siguiente acción prevista a hacer con él Ejercicio de Mejora de Procesos 1 •Diagrama de recorrido: Ejercicio de Mejora de Procesos 2 •Diagrama de proceso: 2x10 + 2x5+ 2x5 +2x2 +1x15 + 2x2 + 1x10 + 1x20 + 1x5 + 1x15 + 1x5 = 118 minutos = 1,97 Hh CUESTIONARIO: ACTITUD INTERROGATIVA Qué? ¿Qué se hace? ¿Porqué se hace? ¿Qué otra cosa podría hacerse? ¿Qué debería hacerse? Quien? ¿Quien lo hace? ¿Porqué lo hace esa persona? ¿Qué otra persona podría hacerlo? ¿Quién lo debería hacer? Cuando? ¿Cuando se hace? Donde? ¿Donde se hace? ¿Porqué se hace allí? ¿Donde podría hacerse también? ¿Donde debería hacerse? Como? ¿Cómo se hace? ¿Porqué se hace de ese modo? ¿De que otro modo podría hacerse? ¿Como debería hacerse? ¿Porqué se hace en ese momento? ¿En que otro momento podría hacerse? ¿Cuando debería hacerse? ¿Porqué? CUESTIONARIO: ACTITUD INTERROGATIVA • P: ¿Porqué se apilan las cajas si treinta minutos más tarde hay que quitarlas de la pila para abrirlas? • R: Porque la descarga del camión es más rápida que el control y traslado de los cajones • P: ¿Qué otra cosa podría hacerse? • R: Acelerar el control y traslado • P: ¿Porqué están tan separados los lugares para recibir, inspeccionar y marcar la mercancía? • R: Porque así se colocaron en un principio • P: ¿En que otra parte podrían estar? • R: Todos juntos • P: ¿Dónde deberían estar? • R: Juntos en el actual lugar de recepción • P: ¿Porqué tienen que recorrer los cajones todo el local para ser almacenados? • R: Porque la puerta del almacén está situada en el extremo opuesto de donde se reciben las mercancías Ejercicio de Mejora de procesos 3 Ejercicio de Mejora de procesos 4 2x5 + 1x5 + 1x5 + 1x5 + 2x20 + 1x5 = 70 minutos = 1,17 Hh Estudio del trabajo (Diseño de operaciones) • Una vez establecidas todas las actividades (operaciones, transportes, inspecciones….) que conformarán el proceso productivo, el siguiente paso es proceder al establecimiento de los mejores métodos para llevar a cabo esas actividades y a continuación determinar el tiempo necesario para realizarlas • Esto se lleva a cabo mediante el denominado Estudio del trabajo también llamado Diseño de operaciones Estudio del trabajo (Diseño de operaciones) • La OIT (Organización Internacional del Trabajo)define el Estudio del Trabajo de la siguiente forma: – Es la expresión que se utiliza para designar las técnicas del Estudio de Métodos y de la Medida del Trabajo mediante las cuales se asegura el mejor aprovechamiento posible de los recursos humanos, materiales, y equipos para llevar a cabo una tarea determinada Estudio del trabajo (Diseño de operaciones) • En consecuencia, el diseño de una operación se compone de: Diseño Operación Estudio de Métodos 1.
2.
Medida del Trabajo Para cada actividad se determina el mejor método A continuación medimos el tiempo real para hacerla Estudio de Métodos • Es el registro, análisis, y examen crítico y sistemático de los métodos existentes para llevar a cabo una actividad, y el desarrollo y aplicación de métodos más sencillos y eficaces • Una Operación se descompone en Elementos de Trabajo y estos se pueden descomponer (si es necesario) en Micromovimientos • Para analizar y diseñar Operaciones se hacen servir diferentes tipos de Diagramas de Actividades Simultáneas: – Diagramas Hombre – Máquina (Para analizar el trabajo de un hombre con una o varias máquinas) – Diagramas Bimanuales (para analizar los Micromovimientos de las dos manos del empleado) Diagrama Hombre - Máquina Diagrama Bimanual (mano izquierda/mano derecha) Mano izquierda Método actual Mano derecha Símbolo Símbolo Método actual 1 Alcanzar tornillo  D   D  Inactivo 2 Agarrar tornillo  D   D  Inactivo 3 Sujetar el tornillo  D   D  4 Sujetar el tornillo  D   D  Agarrar la arandela Colocar la arandela en el tornillo  = operación;  = transporte;  = inspección; D = demora;  = almacenaje Diagramas Hombre – Máquina (1ª Etapa) 1. Observar la operación y descomponerla en elementos 2. Determinar el tiempo que corresponde a cada elemento 3. Situar ordenadamente, y a escala de tiempo los elementos que corresponden a cada Hombre o Máquina en el Diagrama, comenzando el ciclo del trabajo en el mismo punto para todas las actividades Diagramas Hombre – Máquina (2ª Etapa) 1.
Clasificar todos los elementos en: 1.
2.
3.
2.
Elementos de máquina Elementos manuales a máquina parada Elementos manuales a máquina en marcha Hacerse preguntas sobre cada elemento para: 1.
2.
3.
4.
5.
Eliminar todos los elementos innecesarios Reordenar elementos, intentar pasar elementos máquina parada a hacerse con máquina en marcha Combinar elementos Simplificar elementos Incrementar la velocidad de la máquina hasta su óptimo Ejemplo • Un operador de un horno puede cargarlo en dos minutos y descargarlo en un minuto.
• Existen dos hornos disponibles y su tiempo de funcionamiento automático es de 4 minutos.
• Queremos construir un Diagrama HombreMáquina (el operario llevará los dos hornos) donde se represente la actividad conjunta desde el inicio hasta el minuto 23.
• Queremos conocer el Tiempo de Ciclo en situación estable, así como el tiempo muerto del operario y de la máquina.
Ejemplo: Solución Tiempo en décimas de minuto en este caso Estabilización En el minuto 9 Destacamos los tiempos muertos del operario y las paradas de máquina Ciclo Arrancada No se repite Primer Ciclo Estable Dura 7 minutos y se irá repitiendo Segundo Ciclo Estable Igual que el primero Ejemplo: Solución • La estabilidad del Sistema llega en el minuto 9 • El tiempo de ciclo estable dura 7 minutos: – Tiempo de descarga Horno 2: – Tiempo de carga Horno 2: – Tiempo muerto del operario: – Tiempo de descarga Horno 1: – Tiempo de carga Horno 1: 1 minuto 2 minutos 1 minuto 1 minuto 2 minutos • El tiempo muerto del Operario es un minuto por ciclo y el de la máquina es cero.
Medida del Trabajo (Estudio de Tiempos) • Definición de la Medida del Trabajo: – Es la aplicación de técnicas para determinar el contenido de trabajo de una tarea definida fijando el tiempo que un trabajador cualificado invierte en llevarla a cabo con arreglo a una norma de ejecución preestablecida (método fijado) • Antes de efectuar el estudio de tiempos de una operación siempre se ha de realizar previamente el estudio y mejora del método de trabajo de la misma Estudio de Tiempos • Utilización de los Estudios de Tiempos: – Conocer el tiempo necesario para hacer cada unidad.
– Determinar les necesidades de mano de obra para hacer una producción determinada – Planificar el plazo de entrega posible para un pedido – Programación de producción – Escandallos de costes – Sistemas de incentivos Sistemas de Estudio de Tiempos 1. El cronometraje 2. El muestreo de trabajo 3. Los sistemas de tiempos predeterminados • • Sistema M.T.M.
Work Factor Cronometraje • Sistema pensado para operaciones de ciclo corto y repetitivas • El analista toma una muestra de las actividades del trabajo y las usa para determinar el tiempo necesario para realizarlo (es un muestreo por variables, donde la variable es el tiempo) • El analista observa de manera directa y continuada el trabajo mientas se ejecuta y lo descompone en elementos • Cada vez que aparece un elemento, con un cronómetro mide el tiempo y también toma nota del ritmo (actividad) al que se realiza dicho elemento • Cuando el analista tiene suficientes lecturas se determina el tiempo concedido (necesario) para hacer la operación Fases de un cronometraje 1.
2.
3.
Observación y anotación del método desarrollado Descomposición en operaciones elementales (elementos) Establecer el Tiempo Normal de la operación a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
4.
Realizar la toma de tiempos y actividades de los elementos Determinar el tiempo normal de cada elemento Aplicar los suplementos a cada elemento Calcular el tiempo tipo de cada elemento Determinar las frecuencias de aparición cada elemento en la operación Calcular el tiempo ciclo de cada elemento Calcular el Tiempo Ciclo Normal ó Ciclo Normal de la operación Determinar la Producción Horaria Normal y la Óptima a obtener en la operación Elementos de una operación • Un elemento es una parte esencial y definida de una tarea que tiene un principio y un fin definidos, y que está compuesta por uno o varios micromovimientos realizados por el operario o la máquina • Los elementos pueden ser: – Regulares: Aparecen siempre que hacemos la operación – Frecuencia: Aparecen 1 vez cada n veces que hacemos la operación Tipos de elementos • Los elementos también se pueden clasificar en: – Máquina: Los que realiza la máquina por si sola, sin ninguna intervención por parte del operario – Manuales: Los que realiza el operario. Pueden ser • A máquina parada: Los que realiza el operario mientras que la máquina no hace ninguna tarea útil • A máquina en marcha: Los que realiza el operario mientras que la máquina, simultáneamente, hace trabajo útil • Una vez identificados y clasificados los elementos, se toma el tiempo y la actividad Medida del Tiempo • Asumimos que el tiempo empleado en hacer un elemento depende de la actividad (ritmo de trabajo) a que se haga, de manera que – T x A = constante – To1Ao1 = To2Ao2 = To3Ao3 • El tiempo se mide en distintas escalas: – – – – Segundos (Cronómetros sexagesimales) Diezmilésimas de hora (Cronómetros de hora decimal) 1 segundo equivale a 2,7oo (diezmilésimas de hora ) 1oo diezmilésimas de hora equivale a 0,36 segundos Escalas de actividad • Se utilizan tres escalas de actividad, en las que se definen el ritmo o actividad màxima, normal e inactividad: – Escala Centesimal Americana (0 - 100 – 140) – Escala Bedaux (0 - 60 – 80) – Escala Centesimal Europea (0 - 100-133) Actividad normal • La OIT define la actividad normal como la que puede realizar el operario medio a un ritmo eficaz, ni rápido ni lento, para las características que rodean al trabajo • L’OIT da también ejemplos y técnicas para aprender a medirla, entre otras: – Caminar en terreno plano a 4,8 Km/h – Repartir 52 cartas en 4 piles en 30 segundos • En la práctica les actividades medidas per cronometradores expertos varían ±4% Tiempo Normal • Tiempo Normal es el que precisa un operario medio (con experiencia en el trabajo) trabajando a actividad normal para hacer el elemento / operación considerado.
• Se denomina Tni (Tiempo Normal del elemento i) Cálculo del tiempo normal • Tenemos N observaciones para un elemento determinado, cada una con un tiempo observado Toj y una actividad observada Aoj • Sabemos que el producto del Tiempo por la Actividad es constante: TojAoj = TnAn Tn = TojAoj / An • Para cada una de las N observaciones calculamos el Tn según la fórmula anterior • Hacemos la media de los N tiempos normales Tn calculados y este será el Tiempo Normal del elemento • Hacemos lo mismo para todos los elementos de la operación Suplementos • Suplemento (K) de un elemento es un incremento de tiempo sobre el tiempo normal del mismo, para que el empleado pueda recuperarse de la fatiga, atender sus necesidades personales, y compensar cualquier penalidad que forme parte del trabajo • L’OIT publica unas bases de datos que ayudan a fijar estos suplementos, por ejemplo Suplemento Hombres Mujeres Fatiga base 4% 4% Necesidades Personales 5% 7% Trebajar de pie 2% 2% Tiempo Tipo y Tiempo de Ciclo • El Tiempo Tipo de cada elemento i serà: Tti = Tni (1+Ki) • Para calcular el tiempo que corresponde de cada elemento en el tiempo total de la operación (Tiempo de Ciclo del elemento) hemos de multiplicar el Tiempo Tipo por la frecuencia de aparición del elemento en la operación: Ci = Tti Fi Producción Horaria Normal • El Tiempo de Cicle Normal o Ciclo Normal de la operación será la suma de los Tiempos de Ciclo de los m elementos que componen la operación: • La Producción Horaria Normal será la inversa del tiempo de cicle normal Producción Horaria Óptima • Sería la que se obtendría en la operación si el empleado trabajase a la actividad máxima (escala centesimal EUA : 140) • Si todos los elementos fueran manuales, el único cambio ocurriría en el cálculo del Tiempo Normal (Tn). En vez de dividir por 100 (An) dividiríamos por 140. Por lo tanto Topt=Tn/1,4; Tt opt = Tt/1,4; Copt = Cn / 1,4 • La Producción Horaria Óptima sería: Ejemplo de Estudio de Tiempos 1 • Colocar una docena de lápices en un estuche de cartón • Cada estuche se envuelve en una hoja de papel manila ya cortada a medida y se coloca en una caja de embalaje • Cada caja de embalaje contiene dos docenas de estuches • Para hacer un estudio de tiempos se descompuso el trabajo en los elementos de la tabla que se presenta más adelante, para los que se calcularon los tiempos normales en diezmilésimas de hora y a los que corresponden unos suplementos de 5% per necesidades personales, 4% por fatiga base y 2% per trabajar de pié • Queremos determinar la producción horaria normal y óptima que se puede obtener en este trabajo Ejemplo de Estudio de Tiempos 1 • Tabla de Actividades y tiempos Nº Elemento Descripción Tnºº 1 Traer del almacén A 1.000 lápices 2 Traer del almacén B 600 estuches vacios 3 Coger de la estantería 200 hojas de papel Manila 95 4 Llenar el estuche con doce lápices 35 5 Envolver rl estuche con papel Manila 26 6 Colocar dos docenas de estuches en una caja 48 7 Llevar cinco cajas a expedición 96 108 230 Ejemplo de Estudio de Tiempos 1 (Solución) • Hemos de elegir la unidad con la que trabajaremos, y en la que expresaremos las producciones, para poder homogeneizar los datos y calcular las frecuencias • Podríamos elegir lápices, estuches o cajas, dependiendo de cual sea la unidad más significativa para nuestra empresa • En este caso, elegiremos el estuche, por ejemplo Ejemplo de Estudio de Tiempos 1 (Solución) Nº Elemento Tni (1+Ki) Tti=Tni x (1+Ki) Fi Ci=Tti x Fi 1 96 1,11 106,6 12/1000 1,3 2 108 1,11 119,9 1/600 0,2 3 95 1,11 105,5 1/200 0,5 4 35 1,11 38,9 1/1 38,9 5 26 1,11 28,9 1/1 28,9 6 48 1,11 53,3 1/24 2,2 7 230 1,11 255,3 1/120 2,1 Cn= 74ºº Hh Haciendo servir la escala centesimal americana, Copt = Cn / 1,4 = 52,9ºº Hh PHO = 1,4 x PHN = 189,2 Estuches / Hh.
Ejemplo de Estudio de Tiempos 2 • Se ha de producir una pieza en un torno • El operario coloca la pieza en el plato, poner en marcha el torno, acerca el carro, comienza a mecanizar manualmente hasta que pone el automático y mientras el torno mecaniza la pieza, el operario verifica las piezas anteriores (una de cada diez), deja la pieza acabada en un contenedor y coge otra a tornear de otro contenedor. Finalmente, una vez mecanizada la pieza, la saca del plato del torno • En la tabla siguiente se presentan las operaciones elementales, con sus tiempos normales y suplementos • Queremos determinar la producción horaria normal y óptima Ejemplo de Estudio de Tiempos 2 Nº Descripció Elemento Tn 1+K 1 Colocar la pieza en el plato 55 1,13 2 Poner en marcha el torno 6 1,13 3 Acercar el carro 20 1,11 4 Comenzar manualmente y poner el automático 44 1,12 5 Verificar la pieza 31 1,11 6 Dejar la pieza acabada y coger una nueva 18 1,11 7 Mecanizado 93 1,05 8 Sacar la pieza del plato 30 1,13 Ejemplo de Estudio de Tiempos 2 Solución • Hay elementos manuales realizados por el empleado y elementos de máquina (TM) • Hemos de determinar que elementos manuales se hacen a máquina parada (MP) y cuales con la máquina en marcha (MM) • Calcularemos CMP, CMM i TM CMP CMM TM Cn • En principio CMM ha de ser menor que TM. Si es el caso, Cn = CMP + TM, si no Cn = CMP + CMM i la máquina debería esperar a que el operario acabara su trabajo Ejemplo de Estudio de Tiempos 2 Solución Ci = Tti x Fi Nº Elemento Tni 1+ Ki Tti Fi 1 55 1,13 62,2 1/1 62,2 2 6 1,13 6,8 1/1 6,8 3 20 1,11 22,2 1/1 22,2 4 44 1,12 49,3 1/1 49,3 5 31 1,11 34,4 1/10 3,44 6 18 1,11 20 1/1 20,0 7 93 1,05 97,7 1/1 8 30 1,13 33,9 1/1 MP MM TM 97,7 33,9 174,4 23,4 Cn = CMP + TM = 174,4 + 97,7 = 272,1oo Hh/pieza PHN = 10.000 / 272,1 = 36,8 piezas / Hh 97,7 Ejemplo de Estudio de Tiempos 2 Solución • Para calcular el Ciclo Óptimo, hemos de tener en cuenta que las únicas actividades que se pueden acelerar son las manuales (realizadas por el operario). En consecuencia, el Ciclo Óptimo se obtendrá sumando al Tiempo Máquina (tiempo de proceso de la máquina) el CMP dividido por 1,4 (o 1,33) • Copt = CMP /1,4 + TM = 222,27oo Hh/pieza • Observemos que ahora Copt no es igual a Cn/1,4, por haber elementos no manuales • PHO = 10.000 / Copt = 45 piezas / Hh Ejemplo de Estudio de Tiempos 2 Solución • Concepto de Saturación del empleado: – porcentaje de tiempo que el empleado está trabajando dentro del ciclo de trabajo de la operación – La saturación se puede calcular a cualquier actividad desarrollada por el empleado – Calculemos la Saturación, sumando todos los tiempos manuales (CMP y CMM) a la actividad que sea y dividiendo por el Tiempo de Ciclo a la misma actividad – Para el ejemplo que estamos resolviendo, la Saturación a actividad normal sería: – El valor obtenido, 72,69 %, indica que el operario está ocupado el 72,69 % del tiempo de la operación (no trabaja un 27,31 % de su tiempo) Ejemplo de Estudio de Tiempos 2 Solución • Como al operario se le paga por trabajar el 100% del tiempo de trabajo, el concepto de Saturación permite establecer el número óptimo de máquinas a llevar por un operario – Nº Máquinas = 1 / Saturación = 1 / 0,7269 = 1,376 • Como que 1,376 no es entero, hemos de decidir si es mejor una o dos máquinas. Si le damos dos, las máquinas deberán esperar a ser atendidas por el operario cuando hayan finalizado su tiempo de proceso.
Operario Màquina 1 Màquina 2 CMP1 CMM1 CMP2 CMM2 CMP1 TM1 CMM1 TM1 TM2 esta parte se irà repitiendo Ejemplo de Estudio de Tiempos 2 Solución • En este caso, el concepto de tiempo de ciclo de la operación es: – Tiempo de Ciclo: Nº máquinas x (CMP + CMM) – En ese tiempo se producen dos piezas • Cn= 2 x (CMP + CMM) = 2 x (174,4 + 23,4) = 395,6 ºº Hh / 2 piezas • PHN = 2 x 10000 / 395,6 = 50,5 pieza / Hh (con una máquina era 38,6 piezas / Hh) • Producimos más, pero no el doble, ya que la máquina una vez ha finalizado su tiempo máquina, ha de esperar que la atienda el empleado que está ocupado con la otra máquina. Si necesitamos producir más, asignaremos dos máquinas, si necesitamos reducir el coste por pieza deberíamos analizar los costes por pieza producida en cada escenario (1 ó 2 máquinas por operario) Ejemplo de Estudio de Tiempos 3 • Para cuantificar el trabajo necesario en la operación de una determinada máquina se han definido los siguientes elementos de trabajo: Elemento 1.
Sacar la pieza anterior y poner la siguiente 2.
Verificar pieza anterior 3.
Traer material para procesar del almacén 4.
Retirar contenedor con 20 piezas y traer otro vacio 5.
Tiempo de máquina • Tipo MP MM MM MM TM El suplemento de necesidades personales es del 7% y el de fatiga base del 4%. Además, en el elemento 2 hay otro 2% por la precisión del trabajo, mientras que los elementos 3 y 4 tienen un suplemento del 5% por el esfuerzo físico requerido.
Ejemplo de Estudio de Tiempos 3 • La cantidad de material traída en cada viaje (elemento 3) es variable, pero según una estadística hecha, en la fabricación de 15.622 piezas se han hecho 730 viajes • El coste del operario es de 24 Euros por hora y el de la máquina de 90 Euros por hora • El tiempo de máquina és de 429oo Ejemplo de Estudio de Tiempos 3 • Para estimar los tiempos manuales se han tomado, mediante cronometraje, las medidas de la tabla de la página siguiente (en sistema centesimal) 1. Determinar la producción exigible y la producción óptima con un operario por máquina. Que saturación tiene el operario? 2. Se ha pactado con los trabajadores que se pueden hacer los cálculos a una actividad de 120, cuantas máquinas conviene asignar a cada operario, teniendo en cuenta que se quiere obtener un coste unitario de la pieza mínimo? Cuantos operarios i cuantas máquinas hacen falta para hacer una producción de 2000 piezas / hora? Ejemplo de Estudio de Tiempos 3 --- E1 --- --- E2 --- --- E3 --- T A T A T A 45 125 20 110 419 105 48 90 22 90 447 100 48 95 18 125 420 125 45 125 15 135 47 95 24 90 53 85 26 85 T A 42 80 18 105 295 110 48 90 26 95 324 100 40 120 25 100 298 110 46 95 22 95 --- E4 --- Ejemplo de Estudio de Tiempos 3: Solución • Primero, a partir de los datos del cronometraje encontraremos los tiempos normales (Ejemplo de cálculo para E1): • Después calcularemos el tiempo tipo multiplicando per (1+K1), y a continuación multiplicaremos por la frecuencia para obtener el tiempo ciclo – Tt1= 45,95 x 1,11 = 51ºº Hh – C1= 51 x 1 =51ººHh Ejemplo de Estudio de Tiempos 3: Solución Elemento Tni (1+ki) Tti Fi Ci Tipo Elem.
E1 45,95 11 51,00 1/1 51,00 MP E2 21,78 13 24,61 1/1 24,61 MM E3 470,65 16 545,95 730 / 15622 25,51 MM E4 325,43 16 377,50 1/20 18,88 MM 120,00 120,00ºº Es el Ciclo Manual, compuesto de CMM=69 y CMP=51.
El Cicle Normal de Producción Cn=CMP+TM=51+429=480ºº.
Por lo tanto, la producción horaria normal (y exigible) será: PHN = 10000 / 480 = 20,83 piezas/Hh El Cicle Óptimo y la producción correspondiente serán (Haciendo servir la escala centesimal europea 100 - 133): Copt=CMPopt + TM = 51/1,33 + 429 = 467,34ºº PHO = 10000 / 467,34 = 21,40 piezas/Hh Ejemplo de Estudio de Tiempos 3: Solución • A actividad 120, los tiempos manuales, tiempo de ciclo, producción horaria y saturación serían: – – – – – CM 120 = CMP 120 + CMM 120 = 51/1,2+69/1,2=100ººHh C 120 = CMP 120 + TM = 51/1,2 + 429 = 471,5ººHh PH 120 = 10000 / 471,5 = 21,21 peces / Hh Sat 120 = CM 120 / C 120 = 100 / 471,5 = 21,21% Nº Máquinas 120 = 1/Sat 120 = 4,7 (Es decir, 4 o 5) • Para decidir entre 4 o 5 máquinas calculamos los costes de cada escenario.
Ejemplo de Estudio de Tiempos 3: Solución Un operario y 4 máquinas, espera el operario CMM4 TM1 CMP1 CMM1 CMP2 CMM2 CMP3 CMM3 CMP4 CMM4 TM2 CMP1 CMM1 CMP2 CMM2 TM1 TM1 TM2 TM3 TM4 TM3 TM4 Un operario y 5 máquinas, esperan las máquinas CMP5 CMM5 CMP1 CMM1 CMP2 CMM2 CMP3 CMM3 CMP4 CMM4 CMP5 CMM5 CMP1 CMM1 CMP2 TM1 TM1 TM2 TM1 TM2 TM3 TM4 TM5 TM2 TM3 TM4 TM5 Ejemplo de Estudio de Tiempos 3: Solución a) El operario espera: N=4 • Ciclo condicionado por la máquina = CMP + TM ya lo hemos calculado antes C 120 = 471,5 ººHh Como que tenemos 4 máquinas, PH 120 = 4 x 21,21 peces / Hh = 84,84 peces / Hh El coste por unidad será: • • • Coste/u = (24 + 4 x 90) / 84,84 = 4,53 Euros / pieza Ejemplo de Estudio de Tiempos 3: Solución b) Las máquinas esperan: N=5 • Ciclo condicionado por el operario. Cuando esté estable, producirá cinco piezas con un tiempo de ciclo de 5 veces el Ciclo Manual de una pieza • • • Ciclo 120 = 5 x 100ºº = 500ºº PH 120 = 5 x 10000 / 500 = 100 piezas / Hh Coste = (24 + 5 x 90) / 100 = 4,74 Euros / pieza Ejemplo de Estudio de Tiempos 3: Solución • El coste es superior al que teníamos en el escenario de 4 máquinas, por lo tanto es mejor asignar 4 máquinas por operario, con una Saturación del: – – Sat 120 = (4 x CM 120) / C 120 = (4 x 100) / 471,5 = 0,8484.
Es decir, una saturación del 84,84% • Para producir 2000 piezas / Hora hemos de calcular cuantos conjuntos de un operario y 4 máquinas hacen falta.
– Como que cada conjunto produce 84,84 piezas / Hh necesitaremos: • 2000 / 84,84 = 23,57, es decir, 24 conjuntos, por lo tanto hacen falta 24 operarios y 96 máquinas Muestreo del Trabajo • Técnica de medida del trabajo en que este se observa de manera directa, pero, a diferencia del cronometraje, no de manera continua. De esta forma se reduce la sensación del empleado de sentirse observado, evitándose los efectos psicológicos negativos del cronometraje • Consiste en efectuar un conjunto de observaciones de carácter instantáneo, en forma intermitente, y separadas, en el tiempo de manera aleatoria • El analista simplemente pasa por los puestos de trabajo y anota si el operario trabaja o no, o si la máquina trabaja o no, y si fuera necesario la actividad que desarrolla el empleado • Si el numero de observaciones (es decir, el tamaño de la muestra) es suficiente para el nivel de confianza y de precisión deseados, las conclusiones del estudio de la muestra serán válidas para todo el universo que estamos observando Observación del trabajo (muestreo) Observación Op./Máq.
trabaja Op./Máq no trabaja Puede interesar Actividad Trabajo A Trabajo B Trabajo C Causas Máq Averiada Falta M.P.
Inactivo Usos del Muestreo 1.
2.
3.
4.
Determinar el % de utilización de la maquinaria Determinar el % de tiempo que una persona dedica a diferentes actividades (ej. Empleado de Banca) Determinar que suplementos se han de dar por causas no controladas, como averías o falta de Materias primas (afecta a los tiempos obtenidos por cronometraje) Determinar el tiempo de ciclo de operaciones poco repetitivas o que siendo repetitivas son largas y, por tanto, variables (Ej. Preparación de pedidos) Intervalos de confianza • Intervalos de confianza: Sabemos que en la distribución Normal se cumple: – Z=1. Entre μ – σ i μ + σ encontraremos el 68,3% de les datos – Z=2. Entre μ – 2σ i μ + 2σ encontraremos el 95,5% de les datos – Z=3, Entre μ – 3σ i μ + 3σ encontraremos el 99,7% de les datos Precisión • Es el error que admitimos en la conclusión que extraemos del muestreo – P = ± 3% o P = ± 5% • Si un Tiempo de preparación de un pedido es de 7 Min/pedido con Z = 3 y P = 5% quiere decir que en el 99,7% de les veces el tiempo de preparación estará entre (0,95 x 7) y (1,05 x 7) minutos • Si la frecuencia de aparición de lo que queremos medir es F, el número de observaciones a realizar, para unos niveles de precisión (p) y confianza (z) dados, será: Observación aleatoria • Para establecer los instantes de inicio de los recorridos de observación por la planta necesitaremos generar secuencias de números aleatorios mediante un experimento o haciendo servir una tabla de números aleatorios • Una vez tenemos una secuencia la separamos en números de dos dígitos (habitualmente), y entonces ordenamos los números resultantes de menor a mayor • Después multiplicamos cada número por la duración del recorrido de observación a hacer, y el resultado dará los instantes de inicio de los sucesivos recorridos de observación Ejemplo de generación de observaciones • Secuencia de números aleatorios – 113845876520211649051415 • Si necesito números de dos cifras serán – 11, 38, 45, 87, 65, 20, 21, 16, 49, 05, 14, 15 • Los ordeno – 05, 11, 14, 15, 16, 20, 21, 38, 45, 49, 65, 87 • Si el recorrido de observación dura 10 minutos y la jornada és de 8 de la mañana a 8 de la tarde, los instantes de inicio serían: – – – – 8h 0min + 05 x 10 min = 8h 50 minutos 8h 0min + 11 x 10 min = 9h 50 minutos 8h 0min + 14 x 10 min = 10h 20 minutos 8h 0min + 15 x 10 min = 10h 30 minutos Ejemplo de Estudio de Tiempos 4 • En un Departamento de expediciones se quiere determinar el tiempo de ciclo de preparación de un pedido.
• Se ha realizado un muestreo de trabajo durante 24 horas y durante este período se han preparado 320 pedidos • Se han realizado 1000 observacions del trabajo de preparación de los pedidos • El numero de observaciones en que los operarios estaban trabajando ha sido de 850 y la actividad media anotada ha sido de 105 • Los suplementos para este puesto de trabajo son de un 11% 1.
2.
Cual es el tiempo normal (en minutos) a conceder para preparar un pedido? Es el tamaño de la muestra suficiente si la empresa quiere un nivel de confianza del 95,5% y una precisión del 3%? Ejemplo de Estudio de Tiempos 4: Solución • Duración del muestreo: 24h = 1.440 minutos • Tiempo trabajado: 1.440 x 850/1000 = 1.224 minutos • Tiempo por pedido observado: 1.224/320 = 3,825 min/pedido • Como que la actividad media observada fue de 105, el tiempo observado a actividad normal sería: 3,825 x 105/100 = 4,01 min/pedido • El tiempo a conceder (Tiempo ciclo normal) lo calcularemos añadiendo los suplementos del puesto de trabajo: Cn = 4,01 x (1,11) = 4,45 min/pedido Ejemplo de Estudio de Tiempos 4: Solución • El número de observaciones necesario es : • Como que hemos hecho 1.000 observaciones, la conclusión es correcta y podemos decir que el tiempo de preparación de un pedido será de 4,45 minutos con un error del +/- 3% en el 95% de las veces Sistemas de Tiempos Predeterminados • Existen dos métodos: – MTM (Medida de Tiempos y Métodos) – Work Factor • Se usan para determinar el tiempo de operaciones que se realizan de una manera muy repetitiva (miles i miles de veces) • Estos sistemas descomponen los elementos de la operación en Micromovimientos, mediante observación muy detallada (muchas veces filmando la operación) o si la operación es nueva, mediante el conocimiento • Para estos micromovimientos (estirar el brazo, agarrar un objeto, trasladar un objeto, posicionar un objeto, soltar un objeto, …..) se han determinado tiempos en base a cronometrajes anteriores, películas del mismo movimiento elemental desarrollado en operaciones distintas por operarios diferentes. Todo ello se ha traducido en tablas • Por ejemplo, las tablas de MTM dan el tiempo necesario para cada Micromovimento en Tmu’s (1 Tmu= 0,0006 minutos = 0,036 segundos) Sistemas de Tiempos Predeterminados • Ventajas de estos sistemas: – El tiempo concedido sale de datos estándar a los cuales todo el mundo tiene acceso (las tablas) – El tiempo se puede establecer antes de que empiece el trabajo – No se necesita evaluación del ritmo o actividad del empleado, pues las tablas ya tienen los tiempos de los micromovimientos a actividad normal • Desventajas de estos sistemas: – Se ha de tener en cuenta que por ejemplo 1 minuto de trabajo real puede llegar a descomponerse entre 200 y 300 micromovimientos, esto indica el tiempo y la habilidad necesaria que debe tener un analista para establecer tiempos ciclo Ejemplo de Tabla MTM (1) Ejemplo de Tabla MTM (2) Ejemplo de Tabla MTM (3) Líneas de Producción • El layout en línea de producción está pensado para producir grandes volúmenes de producción de un producto estandarizado • A medida que el producto avanza por la línea va cogiendo forma, siguiendo siempre la misma secuencia de operaciones (ruta fija) • El transporte del producto entre los puestos de trabajo de la línea es automatizado Estación de trabajo 1 Estación de trabajo 2 Estación de trabajo 3 Estación de trabajo 4 Tiempo de Ciclo • En una línea de producción, el concepto de tiempo de ciclo es diferente al que hemos estado utilizando hasta ahora en la Medida del Trabajo. En la línea, el tiempo de ciclo se define como: – Tc= tiempo que transcurre entre la salida de dos unidades consecutivas de la línea • Cuando se diseña una línea de producción se han de definir, mediante cronometraje o tiempos predeterminados, los diferentes elementos de trabajo necesarios para producir el producto, y que cantidad de producción por período de tiempo (año, mes, semana, turno...) queremos obtener de la línea. Este objetivo de producción nos dará el tiempo de ciclo requerido y, a partir de este, podremos determinar cuantas estaciones o puestos de trabajo ha de tener la línea, cuantos operarios y que operaciones (elementos) haremos en cada estación.
Ejemplo de línea de producción • Producción de hornos microondas. Los elementos para fabricar el horno y sus Tiempos Normales de Ciclo son: – – – – – E1 → C 1 E2 → C 2 ........
En → C n El sumatorio de los Tiempos de Ciclo (calculados por cualquier método, cronometraje, MTM, etc.) suponemos que es de 12 minutos • Si el objetivo de producción per turno (de 8 horas) es de 160 unidades, el Tiempo de Ciclo de la línea será de: 480 minutos / 160 hornos = 3 minutos / horno • Esto significa que cada 3 minutos ha de salir un horno de la línea Número Teórico de Estaciones de Trabajo • El número teórico (mínimo) de estaciones de trabajo será: • Deberemos repartir los n elementos entre las cuatro estaciones de trabajo. Este proceso se denomina Equilibrado de la Línea • Cuando equilibramos una línea buscamos minimizar el tiempo improductivo total (de personas y máquinas de la línea) y respetar el tiempo ciclo deseado, Es decir, obtener la máxima eficiencia de los recursos de la línea respetando el tiempo ciclo.
Eficiencia teórica • La eficiencia mide lo bien o mal equilibrada que está una línea: • En el ejemplo: • No siempre será del 100%. Si simplemente la suma de los tiempos de ciclo fuera 13, en vez de 12: Precedencias tecnológicas • La realidad es aún más compleja, porque existen elementos que no se pueden hacer antes de que otros se hayan acabado, y esto provoca que al asignar los elementos a las estaciones, el hecho de respetar estas precedencias tecnológicas, provoque que sean necesarias más estaciones de trabajo • Existen diferentes métodos para realizar el equilibrado. Explicaremos un método heurístico, el método de los pesos o posiciones ponderadas Método de los Pesos o Posiciones Ponderadas • En una planta de producción que trabaja 8 horas al día y 5 días a la semana, queremos equilibrar una línea de producción. Está previsto que la línea trabaje 7 horas al día para permitir descansos a los operarios.
• Los elementos necesarios para producir una unidad, con indicación de sus tiempos de ejecución (en segundos) y de sus relaciones de precedencia, están en la siguiente tabla Tabla de elementos, tiempos y precedencias Elemento Tiempo (segundos) Precedencias A 14 - B 10 A C 30 B D 3 - E 5 D F 13 E G 14 E H 14 E I 6 C, F, G, H J 7 I K 3 J L 4 K M 7 L Preguntas del Equilibrado • Se quiere equilibrar la línea para una producción semanal de 8.400 unidades • Determinar el valor monetario anual de la pérdida por equilibrado, sabiendo que el personal directo trabaja 8 horas al día y 1.800 horas al año, que la línea para un 3% del tiempo por falta de materiales y un 1% por avería de máquinas y que la tarifa per hora de empleado es de 20 euros Càlculo del tiempo de ciclo • Si de 8 horas trabajamos 7, significa que K= 1 hora (14,3%). El tiempo de ciclo será: • El número teórico de estaciones de trabajo será: – ∑Ci=130 Seg.
– Nº Teórico de Estaciones= ∑Ci/tc=130 / 15 = 8,7 Ξ 9 – La eficiencia teórica será de: = 130 / 9x15= 0,962 = 96,2% Cálculo de los pesos (1) 1. Comprobamos si algún elemento tiene un Ci > tc En este caso, si el elemento no se puede subdividir en elementos más pequeños, lo que se hace es duplicarlo • En el ejemplo, CC = 30 segundos. Supondremos que se puede dividir en dos elementos C1 i C2, cada uno con un tiempo de ejecución de 15 segundos. En la tabla de tiempos/precedencias, C2 tendrá como precedente al elemento C1 y el elemento I tendrá como precedente a C2 Cálculo de los pesos (2) 2. Construiremos el Grafo de precedencias de los elementos A 14 B 10 C1 15 D 3 E 5 F 13 G 14 H 14 C2 15 I 6 J 7 K 3 L 4 M 7 Cálculo de los pesos(3) 3.
Para cada elemento calculamos su peso: • • • • • • • • Peso ei = Ci + ∑Cj (para todo j descendiente de i en el Grafo) El cálculo lo comenzamos por el último elemento del grafo Peso eM = CM = 7 (No tiene descendientes) Peso eL = CL + Peso eM = 4 + 7 = 11 Peso eK = CK + Peso el = 3 + 11 = 14 Peso eJ = CJ + Peso ek = 7 + 14 = 21 Peso eI = CI + Peso ej = 6 + 21 = 27 Peso eE = CE + CF + CG + CH + Peso eI = 5 + 13 + 14 + 14 + 27 = 73 Cálculo de los pesos(4) Elemento Tiempo Precedencias Descendientes Peso A 14 - B,C1,C2,I,J,K,L,M 81 B 10 A C1,C2,I,J,K,L,M 67 C1 15 B C2,I,J,K,L,M 57 C2 15 C1 I,J,K,L,M 42 D 3 - E,F,G,H,I,J,K,L,M 76 E 5 D F,G,H,I,J,K,L,M 73 F 13 E I,J,K,L,M 40 G 14 E I,J,K,L,M 41 H 14 E I,J,K,L,M 41 I 6 C, F, G, H J,K,L,M 27 J 7 I K,L,M 21 K 3 J L,M 14 L 4 K M 11 M 7 L - 7 Cálculo de los pesos(5) • El criterio heurístico dice que si tenemos dos elemento I y J, I con más peso que J; el elemento I junto con todos sus “sucesores” contiene más cantidad de trabajo a hacer que el J y sus “sucesores”, y en consecuencia, deberá asignarse a la línea de trabajo el I antes que el J, pues de esta manera, en general, será más fácil cumplir con las precedencias tecnológicas.
• Per esta razón, ordenamos la tabla por pesos Cálculo de los pesos(6) Elemento Tiempo Precedencias Descendientes Peso A 14 - B,C1,C2,I,J,K,L,M 81 D 3 - E,F,G,H,I,J,K,L,M 76 E 5 D F,G,H,I,J,K,L,M 73 B 10 A C1,C2,I,J,K,L,M 67 C1 15 B C2,I,J,K,L,M 57 C2 15 C1 I,J,K,L,M 42 G 14 E I,J,K,L,M 41 H 14 E I,J,K,L,M 41 F 13 E I,J,K,L,M 40 I 6 C, F, G, H J,K,L,M 27 J 7 I K,L,M 21 K 3 J L,M 14 L 4 K M 11 M 7 L - 7 Asignación de elementos • Ahora siguiendo el orden de pesos, asignaremos los elementos a las estaciones de trabajo respetando el tiempo de ciclo y las precedencias. A cada estación no le podemos asignar más tiempo que el tiempo de ciclo.
• Estación 1: A (14) Tecnológicamente podríamos asignar cualquier elemento que solo tuviera a A como precedente (B) o que no tuviese ninguno (D), pero sobrepasaríamos el Tiempo de ciclo (15 segundos). No pudiendo asignar ni B ni D, ya no se puede, por precedencias, asignar a esta estación ningún otro elemento. Así que pasamos a la Estación 2 de la línea Asignación de elementos (2) • Estación 2: D(3), E(5), podría B, F, G, H pero no caben por sobrepasar el tiempo de ciclo • Estación 3: B(10), podría C1, F, G, H pero no caben por sobrepasar el tiempo de ciclo • Estación 4: C1(15), no cabe nada más • Estación 5: C2(15) • Estación 6: G(14) • Estación 7: H(14) • Estación 8: F(13) • Estación 9: I(6), J(7) • Estación 10: K(3), L(4), M(7) Eficiencia real • Vemos finalmente que no se ha podido equilibrar con las 9 estaciones (mínimo teórico), sino que han sido necesarias 10 • La eficiencia máxima teórica era del 96,2%, pero la real es de 86,7%, es decir, pagamos un 13,3% de operarios y máquinas que no utilizamos Pérdida por Equilibrado • El número de días de trabajo al año será – 1800 / 8 = 225 días de trabajo al año • Las Horas teóricas de trabajo al año serán – 225 x 7 = 1.575 horas de trabajo al año • Como que les horas de funcionamiento de la línea son el 96% de las teóricas , (per les averías y mantenimiento) las horas reales de trabajo al año serán – 1.575 x 0,96 = 1.512 horas de trabajo al año • Como que la eficiencia real es del 86,7%, un 13,3% de las horas que pagamos los operarios no hacen nada – Pérdida/año = 1512 h/año x 10 operarios x 0,133 x 20 €/h = 40.219 €/año Presupuestos Industriales • El presupuesto anual incluye las necesidades de personal, máquinas, escandallo de costes, organización de la producción , etc.
• Supongamos que producimos un solo producto A.
• Objetivo de Producción 100 x 103 unidades • Cn = 1Hh/unidad • Actividad pactada = 120 • Para el próximo ejercicio se tiene el objetivo de que el total de paros, absentismo, averías, etc. representen un 7% del total de horas de funcionamiento de la Planta • Funcionamiento de la planta: 2000 Horas/año • Coste por persona = 20.000 €/año Presupuestos Industriales (2) • Preguntas a responder: 1.
2.
Que necesidades de Mano de Obra tenemos? Cual es el coste de la Mano de Obra por Unidad? 1. Si Cn es 1Hh/u (a actividad 100) y la actividad pactada es 120, el tiempo necesario sería de: 1x100/120 = 0,833 Hh/u Si hemos de producir 100.000 unid. y tenemos 2000 Horas de funcionamiento de la Planta con un 7% de paros: (100.000u x 0,833Hh/u) / (2000 Hh/persona y año x (1-0,07))= 44,8 personas necesarias Presupuestos Industriales (3) 2. Como ya hemos visto, para tener 1 Hh de producción neta hemos de pagar 1/(1-0,07) horas (1,075 horas) debido a que mientras la línea está parada he de pagar igualmente a los trabajadores.
Para hacer una unidad necesitamos 0,833 Hh, pero deberemos pagar 0,833 x 1,075 = 0,895 Hh El coste por hora será 20.000 € / 2000 H = 10 €/H, por lo tanto el coste de Mano de obra por unidad será 0,895 x 10 = 8,95 € por unidad Mantenimiento • La función de mantenimiento tiene por objetivo tener en estado operativo el sistema productivo de la empresa (máquinas, instalaciones, aparatos de transporte, servicios generales de planta, edificios, suelos, y servicios especiales tales como prevención de incendios, talleres mecánicos...) • La primera decisión a tomar es como organizar el mantenimiento. Hay dos opciones: – Organización centralizada: El Departamento de Mantenimiento está ubicado en una zona determinada de la empresa y atiende a todo el sistema productiva de la misma. En esa área está todo el personal de mantenimiento con herramientas, equipos, y almacén de recambios y consumibles. La ventaja de esta organización es la reducción de las necesidades de personal y materiales de repuesto es decir, una mejor utilización de recursos de mantenimiento – Organización descentralizada: Cada sección productiva tiene su propio personal de mantenimiento con sus herramientas, equipos, y sus stocks de piezas de recambio y consumibles. La ventaja es el menor tiempo de respuesta a cualquier petición de mantenimiento es decir, un servicio más rápido.
Mantenimiento • La segunda decisión es como organizar el mantenimiento de cada activo: – Mantenimiento correctivo: No se actúa hasta que se produce la avería. Se avería un activo, se repara – Mantenimiento preventivo: Se actúa antes de que aparezcan las averías para retrasarlas o disminuir su gravedad. Significa inspecciones y servicios de rutina.
Está orientado a detectar condiciones de fallo potencial y realizar correcciones que prevengan de futuros problemas en producción Mantenimiento • El mejor tipo de mantenimiento (correctivo o preventivo) para un activo es aquel que proporciona el menor coste total • El coste de una avería incluye el coste de la reparación, el coste del tiempo de paro de máquina y trabajadores, la pérdida de producción que aparece, el retraso en los programas, y la insatisfacción de los clientes Mantenimiento • Para realizar el análisis de costes entre mantenimiento correctivo y mantenimiento preventivo debe disponerse de la siguiente información: – Coste de las averías – Frecuencia de aparición de las averías o fallos – Coste de las acciones de Mantenimiento Preventivo para reducir o eliminar las averías Mantenimiento Preventivo • En el mantenimiento preventivo se ha de decidir cada cuando se realiza la intervención de mantenimiento al objeto de minimizar el coste total (coste de avería + coste de la acción de mantenimiento preventivo) Punto óptimo Ejemplo de Mantenimiento Preventivo • Una empresa metalúrgica tiene 30 pequeños hornos de tratamiento térmico de piezas. Una avería en un horno cuesta en promedio 900€ (incluye todos los conceptos enumerados anteriormente) • El mantenimiento preventivo que consiste en cambiar el material refractario del horno cuesta 200 €/horno • Las probabilidades de avería en un horno son las siguientes: Meses de vida hasta que aparece la avería Probabilidad de Averia 1 2 3 4 5 6 7 0,10 0,05 0,10 0,20 0,25 0,15 0,15 Total 1 Ejemplo de Mantenimiento Preventivo • Supongamos que hiciéramos Mantenimiento Correctivo (MC): – El tiempo medio de funcionamiento de un horno hasta que aparece una avería será la esperanza matemática de la distribución de probabilidad: • 1 mes x 0,10 + 2 meses x 0,05 + .... + 7 meses x 0,15 = 4,5 meses – Si tenemos N=30 hornos, el número esperado de averías por mes será: • 30 x (1/4,5) = 6,67 hornos averiados por mes – Si el coste por avería es de 900 €: • Coste MC/mes = 6,67 x 900 = 6003 €/mes Ejemplo de Mantenimiento Preventivo • Si hiciéramos Mantenimiento Preventivo (MP), el coste dependerá de la periodicidad con que lo realicemos. Supongamos que lo efectuamos cada n=1 mes: MP MP MP MP MP MP MP Mes 1 Mes 2 Mes 3 Mes 4 Mes 5 Mes 6 Mes 7 – El coste mensual de MP: 200 € x 30 hornos = 6.000 € – El número de averías esperado será : 30 hornos x 0,1 = 3 averías y su coste será: 3 averías x 900 € = 2.700 €/mes – El Coste Total será Coste MP + Coste Averías = 6.000 + 2.700 = 8.700 €/mes Ejemplo de Mantenimiento Preventivo • Supongamos ahora n=2meses MP MP MP MP Mes 1 Mes 2 Mes 3 Mes 4 Mes 5 Mes 6 Mes 7 • El Coste de MP mensual será : 200 x 30 /2 = 3.000 € / mes • El número de averías previsto por mes serà: – Averías de hornos en el primer mes: 30 x 0,10 = 3 – Averías de hornos en el segundo mes: 30 x 0,05 = 1,5 – Averías en el segundo mes de hornos reparados en el primer mes: 3 x 0,10 = 0,3 – Averías totales (en dos meses) = 3 + 1,5 + 0,3 = 4,8 – Averías por mes = 4,8 /2 = 2,4 • El Coste de las averías reparadas será: 2,4 x 900 € = 2.160 €/mes • El Coste Total serà: 3.000 € + 2.160 € = 5.160 € / mes Árbol de averías n=2 30 Hornos n=3 30 Hornos 0,1 0,1 3 3 0,1 0,3 0,05 1,5 Total de averías: 4,8 en 2 meses 0,1 0,3 0,1 0,05 1,5 0,1 0,05 0,03 0,15 0,15 0,1 3 Total de averías : 8,13 en 3 meses Genéricamente, El número esperado y acumulado de averías desarrollando mantenimiento preventivo cada n períodos, An, será: An= N(P1+P2+···+Pn) + A1Pn-1 + A2Pn-2 + ··· + An-1P1 Ejemplo: A3= 30x(0,1+0,05+0,1) + 3x0,05 + 4,8x0,1 = 8,13 Tabla de cálculo del Punto Óptimo n An An/n CA = Ca x An/n CMP=NxCmp/n Cost Total 1 3 3 2.700 6.000 8.700 2 4,8 2,4 2.160 3.000 5.160 3 8,13 2,71 2.439 2.000 4.439 4 14,85 3,71 3.339 1.500 4.839 Cuando el Coste Total comienza a subir, el valor anterior es el Punto Óptimo. En este caso, el Punto Óptimo de Mantenimiento Preventivo es de 3 meses con un coste total de MP de 4.439 €/mes. Como que el coste con MC era de 6.003 €/mes, la mejor opción es hacer Mantenimiento Preventivo, interviniendo cada tres meses Dirección de Producción y Operaciones I Tema IV: La Planificación de la Producción Niveles de Agregación Líneas Famílias Tipos Diesel Mondeo Ford Modelos Colores 1800 Ghia 1300 Sin Plomo Fiesta Sport 1600 Diesel Ka Opciones Blanco Confort No Ghia Rojo Sin Plomo El Nivel de Agregación está directamente relacionado con el horizonte de Planificación 198 Niveles de Agregación Líneas Famílias Tipos 1100 cc Modelos Opciones Colores S Blanco Ibiza Diesel S Rojo 1300 cc Seat León Solido L 1300 cc Altea Metalizado Cobre L Gasolina Plata 1600 cc GL El Nivel de Agregación está directamente relacionado con el horizonte de Planificación 199 Lead Time (Plazo) • Plazo de Aprovisionamiento: Tiempo que transcurre desde que conozco la necesidad de una Materia Prima hasta el momento en que la tengo disponible para producción • Plazo de Producción: Tiempo que transcurre desde que tengo todas las materias primas hasta que el producto está disponible para entregarlo a los clientes 200 Lead Time de Producción Tiempo de Proceso Puro (operaciones) Manutención Tiempo de espera MP’s y Semielaborados Valor Añadido Tiempo de Cambio de Máquinas Equilibrado Programación Lead Time de Producción Tiempo de Transporte Interno 201 El Rollo Chino • Es un papel con dos bobinas que avanza y se enrolla Dic.
Nov.
Oct.
Sept.
Ago.
Jul.
202 Un único producto, producido cada día a ritmo constante Producción y Ventas Lo que hace falta son previsiones exactas y no cambiantes Lo que no se debería hacer es prometer cosas imposibles Hemos de racionalizar el portafolio de productos Máxima variedad de productos en cualquier cantidad y al instante No tenemos capacidad para producir lo que podríamos vender Los plazos de producción son demasiado largos Tenemos poca flexibilidad. No podemos reaccionar a los cambios 203 Planificación • Los sistemas de planificación intentar casar estos dos sueños • La planificación es un proceso continuo que tiene por objetivo anticipar decisiones para optimizar el uso de los recursos productivos satisfaciendo la demanda de los clientes 204 Tipos de planes y niveles de planificación Plan de Negocio Plan de Ventas Plan de Producción o Agregado Plan de Necesidades de Capacidad Bruto No Plan de Necesidades de Capacidad Fino No Si Ordenes Planificadas de Producción MRP - Plan de Necesidades de Materiales Ordenes Planificadas de Compra Hay Capacidad? Hay Capacidad? Si Lanzamiento Ordenes de Producción Lanzamiento Ordenes de Compra MPS - Plan Maestro de Producción Control de la Ejecución 205 Plan de Negocio • • • • Es la plasmación en objetivos de la estrategia Anual, con un horizonte de tres/cinco años Únicamente en unidades monetarias Fija el qué, cuanto y cuando en líneas, facturación, beneficio esperado, mercados, inversiones • Las familias pueden cambiar según el mercado y las cantidades también • Se revisa anualmente 206 Plan de Ventas • Establece la demanda prevista para cada línea y familia • Se expresa en unidades monetarias y físicas • Originalmente se hace anual y con horizonte anual, dividido en meses o en meses y trimestres • Se revisa mensualmente en una reunió conjunta de producción y ventas 207 Plan de Producción o Plan Agregado • Fija el número de unidades a producir a nivel agregado para cumplir el Plan de Ventas, y la política de stocks (calidad de servicio y nivel de stocks) • El horizonte es paralelo al del Plan de Ventas • Se revisa a la vez que el Plan de Ventas 208 Plan de Necesidades de Capacidad Bruta • Verificamos si hay capacidad para cumplir el Plan de Producción (Plan Agregado) y satisfacer el Plan de Ventas, y si no hay se toman acciones • “Bruto” hace referencia a que no se tienen en cuenta las diferencias entre producir un producto u otro (se trabaja a nivel de línea/familia) y se utilizan datos promedio de recursos y máquinas por familia y sección • Si no hay capacidad, puedo desviar producción a otras plantas o debo modificar los planes 209 MPS – Plan Maestro de Producción • Define a nivel de línea, familia, tipo, modelo y opción el qué, el cuanto y el cuando al máximo nivel de desagregación • Mensual, con horizonte de un mes descompuesto en semanas • Se revisa entre Ventas y Producción y tiene en cuenta la información que tengamos de la demanda real, además de las previsiones, y la situación real de la planta (máquinas, personal....) 210 Plan de Capacidad Fino • Una vez tenemos los detalles de los productos finales, nos planteamos la pregunta de si existe capacidad suficiente con el máximo grado de detalle (máquinas/líneas concretas, tipos de operarios.....) • Si no hay, moveremos producción entre semanas y retrasaré las entregas o bien se harán horas extras o subcontrataremos producción 211 MRP – Plan de Necesidades de Materiales • El MRP determina qué componentes y en qué momento los necesito para hacer la producción que dice el MPS • Decide sobre les partes que compro y las que produzco • Genera las ordenes de producción y de compra 212 Resumen de Planes y Horizontes de Planificación Plan de Negocio Año 1 Año 2 Año 3 Plan de Ventas M1 M2 M3 T2 T3 T4 Plan Agregado M1 M2 M3 T2 T3 T4 Plan Maestro de Producción S1 S2 S3 S4 213 Sistemática de Planificación 1. Se ha de fijar en el Manual de Organización de la empresa la frecuencia e integrantes de las reuniones para revisar los planes de ventas y producción – – – – normalmente 1 vez al mes Por Ventas: D. Comercial, PMs y Demand Planner Por Operaciones: D. Operaciones, D. de Compras i Production Planner Los dos planners se ven una vez por semana para hacer el seguimiento y preparar las reuniones 214 Sistemática de Planificación 2. Se ha de fijar en la Planificación Zonas de Tiempo Congeladas, normalmente de 1 - 3 meses para datos a nivel de línea / familia de producto y 1 – 4 semanas para datos a nivel más bajo, para permitir la planificación de los proveedores Solo el Director General puede autorizar cambios dentro de los períodos congelados 215 Sistemática de Planificación 216 Sistemática de Planificación 3. Se han de establecer unos indicadores para evaluar el cumplimiento de la planificación.
Exiten muchos posibles ratios, presentaremos tres de ellos.
1.
2.
3.
ICVE : Índice de Cumplimiento del Volumen de Entregas ICMG: Índice de Cumplimiento del Mix Global ICMT: Índice de Cumplimiento del Mix por Tipos 217 Indicadores de Planificación 218 Ejemplo de Indicadores de Cumplimiento Tipos Producto Planificado Mes X Real Mes X |Desviación| 1 1.500 1.550 50 2 1.500 1.380 3 2.000 4 5 Criterio ±5% 50/1.500 x 100 = 3,33% ↑ 120 120/1500x100=8% ↓ 1.900 100 100/2000x100=5% ↑ 1000 980 20 20/1000x100=2% ↑ 500 505 5 5/500x100=1% ↑ 6.500 6.315 295 219 El Plan de Producción o Plan Agregado • La planificación agregada toma las previsiones de demanda y capacidad, y las transforma en planes de producción para cada Línea / familia de productos en, típicamente, cada uno de los próximos meses.
• El plan agregado sólo muestra, por ejemplo, la producción total de blusas y la producción total de faldas. No se ocupa de la producción de un determinado estilo, color o talla. Los planes agregados se referirán al número de barriles a producir, o libros a imprimir, pero no al número de barriles de cada tipo de producto químico o al número de volúmenes de cada título.
220 El Plan de Producción o Plan Agregado • La demanda prevista y el plan de capacidad se transforman en un plan agregado que debe considerar preguntas como las siguientes: ¿Debe mantenerse la producción a nivel constante o variarse con la demanda? ¿Deben utilizarse los stocks para responder a los cambios de demanda (produciendo stocks durante los períodos de baja demanda y utilizándolos en períodos de alta demanda)? ¿Debemos utilizar subcontratistas para picos de demanda? ¿Debe variarse el volumen de la mano de obra en función de la demanda? ¿Cómo pueden variarse los ritmos de trabajo para satisfacer la demanda? ¿Debemos variar los precios? ¿Se deben permitir déficits de demanda (quizás con fecha de entrega retrasada)? ¿Se puede alisar la demanda? 221 El Plan de Producción o Plan Agregado • Una de las preguntas más importantes a contestar es cuanta variación se permite en el plan agregado. La respuesta más usual es que tan pequeña como sea posible. Existen diversas ventajas en el hecho de mantener la producción estable, incluyendo: – – – – – – – – – la planificación es más fácil el flujo de productos es alisado hay pocos problemas por cambios los lotes grandes reducen los costes pueden reducirse los stocks (porque hay menos variación) el plazo de fabricación se reduce la calidad es más fiable el espacio de planta necesario puede ser más reducido la experiencia con un producto reduce los problemas 222 El Plan de Producción o Plan Agregado • Podemos por lo tanto sugerir, que un objetivo de la producción agregada es diseñar programas a medio plazo para líneas / familias de productos que: – – – – permitan satisfacer todas las demandas; mantengan lo más estable posible la producción; respeten las restricciones del plan de capacidad; cumplan cualquier otro objetivo específico o restricción • El output final de la planificación agregada es un plan de producción para cada línea / familia de productos, normalmente para cada uno de los próximos meses 223 El Plan de Producción o Plan Agregado • Existen cuatro principales aproximaciones para alcanzar los objetivos mencionados y que pueden clasificarse de la siguiente forma: – intuitiva – gráfica – Modelización matemática – Matricial (Bowman) 224 El Plan de Producción o Plan Agregado Aproximación intuitiva • Ejemplo La demanda agregada mensual para una familia de productos se muestra a continuación. Si esta es la única información disponible, sugerir un programa de producción mensual para los productos Mes Demanda Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio 80 70 60 120 180 150 110 225 El Plan de Producción o Plan Agregado Aproximación intuitiva • Solución – Normalmente se desea tener ritmos de producción estables. En consecuencia, en ausencia de otras informaciones, podemos pensar en una producción estable con un volumen mensual igual a la demanda media prevista que es de 110.
– Durante los tres primeros meses la demanda será menor que la producción, y los – stocks aumentarán, pero se utilizarán en los meses siguientes.
Mes Demanda Producción Stock final E F M A M J J 80 70 60 120 180 150 110 110 110 110 110 110 110 110 30 70 120 110 40 0 0 226 El Plan de Producción o Plan Agregado Aproximación intuitiva • La desventaja evidente de este plan es el elevado nivel de stocks que supone. Si se dispusiera de información sobre costes, política de stocks, disponibilidad de mano de obra, etc., probablemente mejoraríamos el plan presentado.
• En resumen, las aproximaciones intuitivas a la planificación agregada se usan muy a menudo.
Tienen la ventaja que son sencillas de utilizar, pero entre sus desventajas, está su calidad variable 227 El Plan de Producción o Plan Agregado Aproximación gráfica • El gráfico más popular es el de la demanda acumulada sobre un período de tiempo determinado. Entonces, el plan agregado se dibuja como una línea de producción acumulada.
• El objetivo usual es conseguir que la línea de producción acumulada sea poco más o menos una recta (lo que implica producción constante) y tan cercana como sea posible a la línea de demanda acumulada 228 El Plan de Producción o Plan Agregado Aproximación gráfica – La diferencia entre las dos líneas indica el nivel de desajuste entre producción y demanda: • Si en cualquier punto la línea de demanda acumulada está por debajo de la de producción, ahí ha existido exceso de producción sobre la demanda y éste ha pasado a ser stock.
• Si la línea de demanda acumulada esta por debajo de la de producción acumulada, ha habido insuficiente producción y alguna demanda no se ha satisfecho.
229 El Plan de Producción o Plan Agregado Aproximación gráfica • Las aproximaciones gráficas tienen la ventaja de que son fáciles de usar y de entender • Sus limitaciones, sin embargo, son que no se garantiza obtener soluciones óptimas, de hecho a menudo se obtienen soluciones bastante pobres, y además el proceso de planificación puede llevar mucho tiempo • Efectivamente, el método aún descansa en las habilidades del planificador 230 El Plan de Producción o Plan Agregado Aproximación gráfica • Ejemplo La previsión de demanda mensual para una familia de productos se indica a continuación.
Mes Demanda 1 2 3 4 5 6 280 320 260 160 120 100 7 60 8 9 100 130 231 El Plan de Producción o Plan Agregado Aproximación gráfica • Al final de cada mes se evalúa la situación, fijando un coste de 10 um. a cada unidad en stock • Cualquier déficit en la demanda de un mes, se satisface con la producción de los meses posteriores, pero se fija un coste de 100 um. por perdida de beneficio, imagen y ventas futuras, a cualquier unidad no servida en el mes correspondiente • Cada vez que se cambia la tasa de producción mensual, cuesta 10.000 um • La capacidad proyectada para los productos es de 400 unidades mensuales, pero la utilización máxima esta alrededor del 75% • La compañía quiere gastar como máximo 1.900 um. al mes en las actividades de producción • Determinar un plan agregado para familia de productos 232 El Plan de Producción o Plan Agregado Aproximación gráfica • Solución – La capacidad proyectada es de 400 unidades al mes, pero la utilización es de alrededor del 75%, en consecuencia podemos suponer una producción máxima de 400 * 0,75 = 300 unidades al mes – La compañía desearía un ritmo de producción estable, ya que las variaciones son muy caras. Un primer paso es proponer una producción mensual constante igual a la demanda media mensual de 170 unidades – Las curvas de demanda y de producción acumulada se muestran en el gráfico siguiente 233 El Plan de Producción o Plan Agregado Aproximación gráfica 1800 Nº Unid. (acumuladas) 1600 1400 1200 1000 Demanda Déficit 800 Producción 600 400 200 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Mes Plan agregado de producción inicial 234 El Plan de Producción o Plan Agregado Aproximación gráfica • Desgraciadamente, la demanda acumulada es siempre superior a la producción acumulada, produciéndose déficit de producción continuamente • Calculemos el coste total de estos déficits Mes 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Demanda 280 320 260 160 120 100 60 100 130 Dda. acum.
280 600 860 1020 1140 1240 1300 1400 1530 Producción 170 170 170 170 170 170 Prod. acum.
170 340 510 680 850 1020 1190 1360 1530 Déficit mes 110 260 350 340 290 220 170 110 170 40 170 0 235 El Plan de Producción o Plan Agregado Aproximación gráfica • El déficit en el mes indica el exceso de demanda acumulada sobre la producción acumulada. El coste total de este plan se obtiene sumando todos los déficits y multiplicando esta suma por 100 um 1720 * 100 = 172.000 um • Esta cantidad está muy por encima del objetivo que se ha marcado la empresa de gastar menos de 1.900 um. al mes en coste de producción, lo que significaría un coste total de 17.100 um. en los nueve meses 236 El Plan de Producción o Plan Agregado Aproximación gráfica • Aunque cambiar el ritmo de producción tiene un alto coste, valdrá la pena intentar reducir los déficits encontrados en el plan anterior • Analizando la demanda mensual, se observa que esta es más elevada en los tres primeros meses, y consecuentemente podemos plantearnos el hacer funcionar el proceso a su máxima capacidad de 300 unidades al mes en dichos meses, y por lo tanto la demanda a satisfacer en los seis meses restantes será de (1530 – 3 * 300) = 630 unidades, lo que significará una producción media durante esos seis meses de 105 un./mes 237 El Plan de Producción o Plan Agregado Aproximación gráfica • La tabla siguiente nos muestra las consecuencias del plan Mes 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Demanda 280 320 260 160 120 100 60 100 130 Dda. acum.
280 600 860 1020 1140 1240 1300 1400 1530 Producción 300 300 300 105 Prod. acum.
300 600 900 1005 1110 1215 1320 1425 1530 St. final mes 20 0 40 0 0 0 20 25 0 Déficit mes 0 0 0 15 30 25 0 0 0 105 105 105 105 105 238 El Plan de Producción o Plan Agregado Aproximación gráfica Un plan como el enunciado presenta unas líneas de demanda y producción acumulada como las que se muestran en la figura. En ella se ve una aproximación muy cercana entre ambas líneas y consecuentemente se pueden esperar sustanciales reducciones de costes con dicho plan 1800 1600 1400 Nº Unid. (acumuladas) • 1200 1000 Demanda Producción 800 600 400 200 0 1 2 3 4 5 Mes 6 7 8 9 239 El Plan de Producción o Plan Agregado Aproximación gráfica • Si la producción acumulada es superior a la demanda acumulada, se indica un stock al final del mes. A la inversa, si la producción acumulada es inferior a la demanda acumulada, se indica un déficit en el mes • El coste de este plan es: Coste del stock: 105 * 10 = 1050 um.
Coste de déficit: 70 * 100 = 7000 um.
Coste cambio producc.:1 * 10.000 = 10.000 um Coste total: 18.050 um (por encima de 2000 um. al mes, cantidad que aún está por encima del objetivo de 1900 um./mes) 240 El Plan de Producción o Plan Agregado Aproximación gráfica • Los déficits aún cuestan demasiado dinero, por lo que vamos a intentar reducirlos manteniendo la producción a una tasa de 300 un./mes durante otro mes, es decir ahora el plan de producción será producir 300 un. en cada uno de los cuatro primeros meses, y en los cinco restantes (1530 – 4 * 300)/5 = 66 un.
• Las consecuencias de este plan se indican en la tabla de la siguiente transparencia.
241 El Plan de Producción o Plan Agregado Aproximación gráfica Mes • 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Demanda 280 320 260 160 120 100 60 100 130 Dda. acum.
280 600 860 1020 1140 1240 1300 1400 1530 Producción 300 300 300 300 Prod. acum.
300 600 900 1200 1266 1332 1398 1464 1530 St. final mes 20 0 40 180 126 92 98 64 0 Déficit mes 0 0 0 0 0 0 0 0 0 66 66 66 66 66 Con este plan no hay déficits, y los coste son: Coste de stock: 620 * 10 = 6.200 um.
Coste cambio producc.: 1 * 10.000 = 10.000 um.
Coste total: 16.200 um. ( es decir 1.800 um./mes, lo que está dentro del objetivo de la empresa 242 El Plan de Producción o Plan Agregado Aproximación gráfica podemos elegir este plan como el plan agregado final para la compañía.
La representación gráfica del plan se muestra en la figura 1800 1600 1400 Nº Unid. (acumuladas) • 1200 1000 Demanda Producción 800 600 400 200 0 1 2 3 4 5 Mes 6 7 8 9 243 El Plan de Producción o Plan Agregado: Ejemplo Plan Constante • Una empresa le ha confiado la Planificación de la Producción para los próximos 12 períodos (horizonte de planificación de la empresa) • El ritmo de producción es de una unidad cada 12 minutos • Las existencias en este momento son de 200 unidades de producto y la política de stocks aconseja planificar unas existencias al final del horizonte de planificación del 10% de la demanda del último mes 244 El Plan de Producción o Plan Agregado: Ejemplo Plan Constante • La empresa trabaja a un solo turno, con una jornada laboral de 8 horas diarias. La empresa le ha informado cuantos son los días laborables y la demanda prevista para cada mes: Período 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Días Laborables 21 19 20 21 18 22 20 13 22 18 20 18 Demanda Prevista 630 720 810 900 990 1080 1170 1080 990 900 810 720 • El coste de producción es de 50 €/unidad y el de almacenamiento es de 2 € / unidad y período 245 El Plan de Producción o Plan Agregado: Ejemplo Plan Constante • La empresa quiere evaluar un Plan de Producción que contemple una actividad diaria constante a lo largo de todo el horizonte de planificación y desea saber: 1.
2.
3.
4.
5.
El volumen diario de producción requerido Las cantidades previstas a producir por período Período en el que tendremos el máximo stock y cual será su volumen Nivel máximo de rupturas de stock (si hay) Coste global del Plan (si es necesario hacer horas extras, el coste de una unidad producida en horas extras es un 10% superior, si hay roturas de stock, el coste es cinco veces el coste de almacenamiento por unidad y período 246 El Plan de Producción o Plan Agregado: Ejemplo Plan Constante 1. Primero calculamos la Demanda Total y definimos la política de stocks: • • Demanda Total = 630 + ··· + 720 = 10.800 u Política de stocks: • • Stock inicial: 200 unidades Stock final: 720 x 10% = 72 unidades La producción total a hacer en los 12 meses será: Producción = Demanda + Stock Final – Stock Inicial Producción = 10.800 + 72 – 200 = 10.672 unidades 247 El Plan de Producción o Plan Agregado: Ejemplo Plan Constante Si queremos una actividad diaria estable hemos de saber los días laborables totales del año: Días de Trabajo = 21 + 19 + ··· + 18 = 232 días La producción diaria deberá ser: Producción diaria = 10.672 Unidades / 232 días = 46 unidades/día 248 El Plan de Producción o Plan Agregado: Ejemplo Plan Constante: Solución Período 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Stock Ini 200 536 690 800 866 704 636 386 -96 -74 -146 -36 Producc.
966 874 920 966 828 1012 920 598 1012 828 920 828 Demand.
630 720 810 900 990 1080 1170 1080 990 900 810 720 St. Final 536 690 800 866 704 636 386 -96 -74 -146 -36 72 Stock Final= Stock Inicial + Producción - Demanda 200 + 966 – 630 = 536 La Tabla anterior resume los movimientos del stock, en función de las demandas y producciones mensuales, con esta información podemos saber: 1.
Las cantidades a producir por período las obtenemos multiplicando la producción diaria por el número de días laborables del mes 2.
El período con un stock final más alto es el 4, con 866 unidades 3.
El nivel máximo de roturas de stock es de 146 unidades, a final del mes 10 249 El Plan de Producción o Plan Agregado: Ejemplo Plan Constante: Solución 5. Para calcular el coste, hemos de calcular las unidades que producimos en la jornada normal y las que producimos en horas extras 1.
2.
3.
4.
El tiempo de ciclo es de 12 minutos La producción diaria es de 46 unidades El tiempo de producción necesario será 46 x 12 = 552 minutos = 8 horas y 72 minutos, por lo tanto son necesarias horas extras La producción en horas normales será 480/12=40 unidades y las seis restantes se harán en horas extras 250 El Plan de Producción o Plan Agregado: Ejemplo Plan Constante: Solución Período 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Stock Ini.
200 536 690 800 866 704 636 386 -96 -74 -146 -36 P.H. Norm.
840 760 800 840 720 880 800 520 880 720 800 720 P.H. Extras 126 114 120 126 108 132 120 78 132 108 120 108 Coste de 48.
Producción 930 44.
270 46.
600 48.
930 41.
940 51.
260 46.
600 30.
290 51.
260 41.
940 46.
600 41.
940 Stock Fin.
536 690 800 866 704 636 386 -96 -74 -146 -36 72 Stoc Med.
368 613 745 833 785 670 511 193 0 0 0 36 Coste Almacen.
736 1.
226 1.
490 1.
666 1.
570 1.
340 1.
022 386 0 0 0 72 Coste de Rotura 0 0 0 0 0 0 0 960 740 1.
460 360 0 45.
496 48.
090 50.
596 43.
510 52.
600 47.
622 31.
636 52.
000 43.
400 46.
960 42.
012 Coste Total 49.
666 12 251 El Plan de Producción o Plan Agregado: Ejemplo Plan Constante: Solución • El coste de almacenamiento en el período 8 lo calculamos aproximadamente, obteniendo el stock medio = (386 + 0) / 2 = 193 y multiplicándolo por el coste unitario por período • Los costes de rotura los calculamos con el nivel de final de mes (o si queremos con el nivel de rotura medio), porque al ser un Plan Agregado, solo nos es necesario un coste aproximado • Para hacer estos cálculos exactamente deberíamos calcular el Coste de almacenamiento y de rotura diario y hacer el seguimiento día a día de los stocks y roturas • El Coste total del Plan será de 553.188 Euros aprox.
252 El Plan de Producción o Plan Agregado: Método de Bowman • Es un método basado en el algoritmo del transporte, de la Programación Lineal Contínua, para planificar la producción a coste mínimo • Tiene cuatro etapas: 1.
2.
3.
4.
Transformar el Plan de Ventas en necesidades de Producción , teniendo en cuenta la política de stocks Determinar de que manera se produce la Producción Teórica Sintetizar el Plan de una manera simple y presentable Determinar el Coste, partiendo de la síntesis anterior 253 Ejemplo Plan Agregado Bowman • Después de la reunión realizada el pasado viernes entre la dirección comercial i la dirección de operaciones, el Sr.
Pérez, Director de Operaciones de “Piensos D.”, ha de elaborar el Plan Agregado de producción para los próximos 12 meses para la línia de producto “piensos para el ganado ovino” • La previsión de la demanda de los próximos 12 meses, expresada en miles de kilos, es la siguiente: Mes Demanda En 19 Feb Mar Abr May Jun 18 30 28 33 20 Jul 17 Ago Sep Oct Nov 14 21 29 31 Dic 17 254 Ejemplo Plan Agregado Bowman • El stock inicial previsto de Enero es de 5.000 kg. La empresa ha iniciado un plan de reducción de inventarios y desea que a final de ejercicio el stock sea solo de 3.000 kg. En este stock se considera incluido el stock de seguridad del mes. Así mismo, la empresa tiene establecida la siguiente política de stocks de seguridad (Ss): – Si la demanda mensual < 20.000 Kg., Ss = 1.000 Kg.
– Si la demanda >= 20.000Kg i <30.000 Kg., Ss =2.000 Kg.
– Si la demanda >= 30.000 Kg., Ss =3.000 Kg.
255 Ejemplo Plan Agregado Bowman • La capacidad mensual de producción en horas de trabajo normales en la línea que produce estos piensos es de 20.000 Kg., pudiendo aumentar esta capacidad en 5.000 Kg.
haciendo horas extras. Si es necesario se puede subcontratar producción externa hasta 150.000 Kg. al mes. La empresa hace vacaciones los meses de Julio y Agosto, disminuyendo la capacidad de producción a la mitad 256 Ejemplo Plan Agregado Bowman • El coste de producir un Kg. en horas normales es de 3 Euros, en horas extras es de 3,5 Euros y si se subcontrata de 3,7 Euros. El coste de almacenamiento por Kg. y mes es de 0,1 Euros • Queremos saber: – El Plan Agregado de Producción para los próximos doce meses – El coste de este Plan 257 Ejemplo Plan Agregado Bowman: Solución St. F 1 2 PT=PV + ∆E Plan Ven 5 ∆ St.
Enero 19 1 -4 15 Febrer 18 1 0 18 Marzo 30 3 2 32 Abril 28 2 -1 27 Mayo 33 3 1 34 Junio 20 2 -1 19 Julio 17 1 -1 16 Agosto 14 1 0 14 Septiemb.
21 2 1 22 Octubre 29 2 0 29 Noviemb.
31 3 1 32 Diciemb.
17 3 0 17 258 Ejemplo Plan Agregado Bowman: Solución Mes PT Enero 15 Capacidad I Capacidad II Capacidad III C. Restante I C. Restante II C. Restante III Coste II Coste III Producción I Producción II Producción III 20 5 ∞ 20 5 ∞ 3 3,5 3,7 15 0 0 Coste I 259 E E 15 F 18 M 32 A 27 M 34 Ju 19 Jl 16 A 14 S 22 O 29 N 32 D 17 F 20 5 ∞ 20 5 ∞ 20 5 ∞ 3 3,5 3,7 15 5 0 5 5 ∞ 20 5 ∞ 3,1 3,6 3,8 3 3,5 3,7 0 0 18 0 0 5 5 2 5 3,2 3,7 3,1 3,6 5 0 2 0 5 5 3,7 3,8 0 2 3 3,8 0 M 20 5 ∞ Ab My 20 5 ∞ 20 5 ∞ Ju Jl Ag S O N D 20 5 ∞ 10 2,5 ∞ 10 2,5 ∞ 20 5 ∞ 20 5 ∞ 20 5 ∞ 20 5 ∞ 20 5 ∞ 3 3,5 3,7 20 5 0 20 5 ∞ 3 3,5 3,7 20 5 0 20 5 ∞ 3 3,5 3,7 20 5 9 20 5 ∞ 3 3,5 3,7 19 0 0 1 5 10 2,5 ∞ 3,1 3,6 3 3,5 3,7 1 2,5 10 2,5 0 2,5 10 2,5 ∞ 3 3,5 3,7 3,7 1,5 10 2,5 0 1 20 5 ∞ 3 3,5 3,7 3,8 0 20 2 0 3 20 5 ∞ 3,6 3 3,5 3,7 3 20 5 1 20 5 ∞ 3 3,5 3,7 20 5 7 20 5 ∞ 3 3,5 3,7 260 17 0 0 Tabla Resumen y Cálculo del Coste E F M Ab My Ju Jl Ag S O N D Stock Inicial 5 6 10 5 2 3 7 2,5 1 5 2 3 P H. Normals 20 20 20 20 20 20 10 10 20 20 20 17 217 x 3 € P H. Extras 0 2 5 5 5 4 2,5 2,5 5 5 5 0 41 x 3,5 € 1 7 P H Subcon 9 17 x 3,7 € Prod. Total 20 22 25 25 34 24 12,5 12,5 25 26 32 17 Demanda 19 18 30 28 33 20 17 14 21 29 31 17 Stock Final 6 10 5 2 3 7 2,5 1 5 2 3 3 Stock Med.
5,5 8 7,5 3,5 2,5 5 4,75 1,75 3 3,5 2,5 3 50,5x0,1 € 862.450 € 261 Ejemplo 2 Plan Agregado Bowman • Instrumentos San Ambrosio, SA, empresa productora de material médico, elabora aparatos para medir la tensión arterial y desea elaborar un Plan Agregado para esta línea de producto. El plan es anual, pero el detalle mensual solo se realiza en los tres primeros meses. El resto del año se agrupa por trimestres, tanto para el Plan de Ventas como para el de Producción.
• La tabla siguiente da las previsiones de venta y capacidades de producción del próximo año.
262 Ejemplo 2 Plan Agregado Bowman Período Demanda Capacidad Capacidad Horas Normales Horas Extras Capacidad Subcontrat.
Mes 1 4.000 2.500 500 1.000 Mes 2 4.000 2.500 500 1.000 Mes 3 4.000 2.000 500 1.000 Trimestre 2 7.000 8.000 1.200 3.000 Trimestre 3 9.000 7.000 1.500 3.000 Trimestre 4 12.000 8.000 1.000 1.000 263 Ejemplo 2 Plan Agregado Bowman • El Coste de producir una unidad de toma de tensión arterial es de 36 Euros si se produce en horas normales, 48 Euros si es en horas extras y 51 Euros si se subcontrata la producción • El coste de almacenar una unidad durante un mes es de 0,5 Euros 264 Ejemplo 2 Plan Agregado Bowman • El stock previsto a principio del període de planificación es de 2.500 unidades y para cada mes se desea tener un stock mínimo igual al 20% de la demanda prevista para el mes siguiente. A final del ejercicio se quiere tener un stock de 800 unidades • Se desea conocer: – El Plan Agregado de Producción de los próximos doce meses – El coste de este Plan 265 Ejemplo 2 Plan Agregado: Solución St. F 1 2 Plan Ven 2.500 ∆ St.
PT=PV + ∆E Mes 1 4.000 800 --1.700 2.300 Mes 2 4.000 800 0 4.000 Mes 3 4.000 467 -333 3.667 Trimestre 2 7.000 600 133 7.133 Trimestre 3 9.000 800 200 9.200 Trimestre 4 12.000 800 -0 12.000 Al calcular los costes a nivel trimestral, no sabemos como se reparte la demanda ni la capacidad productiva en el trimestre. Por ello debemos hacer una hipótesis sobre el precio de coste de lo producido. Si lo que producimos puede costar 36 , 36,5 o 37 € dependiendo de si se ha fabricado el mismo mes, el mes anterior o dos meses antes de su venta, cogeremos el coste medio, 36,5, como coste de producción en el trimestre.
266 Ejemplo 2 Plan Agregado: Solución M1 M2 M3 2500 500 1000 2500 500 1000 T2 T3 T4 2000 500 1000 8000 1200 3000 7000 1500 3000 8000 1000 1000 2500 500 1000 M1 2300 36 48 51 2300 200 500 1000 M2 4000 36,5 48,5 51,5 200 500 M3 3667 2500 500 1000 36 48 2500 500 51 300 1000 700 52 51,5 167 T2 7133 1000 533 53 52,5 2000 500 1000 36 48 51 2000 500 1000 8000 1200 3000 36,5 48,5 51,5 7133 1000 T3 9200 54,5 533 54 867 1200 3000 7000 1500 3000 38 50 53 867 T4 12000 1000 533 56 55,5 36,5 48,5 51,5 7000 1333 1200 3000 51,5 1200 54,5 167 3000 8000 1000 1000 50 167 53 36,5 48,5 51,5 633 8000 1000 1000 267 Tabla Resumen y Cálculo del Coste M1 M2 M3 T2 T3 T4 Stock Inicial 2500 1500 967 467 2667 2800 P H. Normales 2500 2500 2000 8000 7000 8000 30000 x 36 € P H. Extras 500 500 500 1200 1500 1000 5200 x 48 € 467 1000 633 1000 3100 x 51 € P H. Subcon Prod. Total 3000 3467 3500 9200 9133 10000 Demanda 4000 4000 4000 7000 9000 12000 Stock Final 1500 967 467 2667 2800 800 Stock Mig 2000 1233,5 717 1567 2733,5 1800 22252 x 0,5 € 1.498.826 268 € Los cuento triple porque son trimestres Cálculo de costes 2 • Los cálculos de costes hechos son aproximados, por el hecho de no saber qué pasa dentro de los trimestres y haber utilizado aproximaciones. Si hacemos el cálculo de costes a partir de la tabla de Bowman, obtenemos un coste total de 1.508.400,5 € • Este grado de precisión es correcto cuando se trata de un Plan Agregado, dado que el plan aún no es definitivo, nos falta por hacer el Plan Maestro de Producción (MPS) 269 El Plan Maestro de Producción (MPS) • El primer período del Plan agregado se pasa a modelos, tipos, opciones, hasta el último nivel de desagregación y se hace a nivel semanal, describiendo que producir exactamente y en que momento. A esto se le denomina Plan o Programa Maestro de Producción (MPS – Master Production Schedule) • El plan maestro de producción desagrega el plan agregado de producción para dar un programa detallado de la producción de cada producto para cada periodo de tiempo (normalmente por semanas).
270 Ejemplo de Plan Maestro de Producción (MPS) (1) • Un fabricante de bicicletas produce dos modelos, el de señoras, y el de caballeros. El plan agregado de producción fija producir 8000 bicicletas el próximo mes, y 6400 el siguiente. Los stocks actuales son de 500 bicicleta de hombre y 300 de señora, y la fábrica tiene una capacidad efectiva de 2200 bicis por semana. Las bicicletas de hombre representan normalmente el 60% de las ventas de la compañía, y las ordenes de clientes para entregar que se tienen actualmente son las siguientes: 271 Ejemplo de Plan Maestro de Producción (MPS) (2) Pedidos de clientes Semana 1 2 3 4 5 6 Hombres 1400 1200 1000 700 300  Mujeres 2000 800 400 100   Determinar un plan maestro para las próximas ocho semanas 272 Ejemplo de Plan Maestro de Producción (MPS) Pedidos de clientes versus Plan agregado versus Capacidad Semana 1 2 3 4 5 6 Hombres 1400 1200 1000 700 300  Mujeres 2000 800 400 100 TOTAL 3400 2000 1400 800 Total Acu.
3400 5400 6800 7600   Plan Agre. Acu.
2000 4000 6000 8000   Capacid. acum..
2200 4400 6600 8800      273 Ejemplo de Plan Maestro de Producción (MPS) (3) • el problema son las inesperadamente altas ventas de las bicicletas de señora en las dos primeras semanas.
Como tenemos 300 en stock, deberemos fabricar 1700 para satisfacer las ordenes de la primera semana. Esto deja sólo suficiente capacidad para producir 500 bicis de hombre, lo que junto a los stocks actuales de 500 bicis, aún significa un déficit de 400 bicis de hombre para satisfacer la demanda de la primera semana. Estas 400 unidades se satisfarán con la producción de semanas posteriores (back orders).
274 Ejemplo de Plan Maestro de Producción (MPS) (4) Semana 1 2 Hombres Previsión 1200 Pedidos 1400 Stock. Inic.
500 Producción 500 -400 Mujeres Previsión 800 Pedidos 2000 Stock Inic.
300 Producción 1700 Tot. Producc.
2200 Plan Agreg.
2000 Plan Agreg. Corregido 2200 Capacidad 2200 0 275 Ejemplo de Plan Maestro de Producción (MPS) (5) • En la segunda semana las 400 bicis de hombre pendientes de la semana anterior se pueden fabricar junto a las 1200 provenientes de las ordenes de esta semana. Ello supone una capacidad sobrante de 600 unidades que se usarán para fabricar bicis de señora que tienen una demanda para esta semana de 800 unid., lo que significará que habrá un déficit de 200 bicis de señora que deberán ser fabricada en semanas posteriores 276 Ejemplo de Plan Maestro de Producción (MPS) (6) Semana 1 2 Previsión 1200 1200 Pedidos 1400 1200 Stock. Inic.
500 -400 Producción 500 1600 Previsión 800 800 Pedidos 2000 800 Stock Inic.
300 0 Producción 1700 600 Tot. Producc.
2200 2200 Plan Agreg.
2000 2000 Plan Agreg. Corregido 2200 2200 Capacidad 2200 2200 3 Hombres 0 Mujeres -200 277 Ejemplo de Plan Maestro de Producción (MPS) (7) • El plan de producción agregado plantea una producción de 8000 bicis en el primer mes. 4400 se fabricarán en las dos primeras semanas, consecuentemente deberán fabricarse 1800 en cada una de las dos semanas siguientes. En la semana 3 se pueden fabricar las 200 bicis pendientes de la semana 2 junto a las 1400 (hombres más señoras) ordenadas para la semana y 200 bicis más para stock (120 de hombre y 80 de señora).
• En la semana 4 dividiremos las 1800 bicis a producir en un 60% para hombres y un 40% para señoras es decir, 1080 de caballero y 720 de señora 278 Ejemplo de Plan Maestro de Producción (MPS) (8) Semana 1 2 3 4 Previsión 1200 1200 1200 1200 Pedidos 1400 1200 1000 700 Stock. Inic.
500 -400 0 120 Producción 500 1600 1120 1080 Previsión 800 800 800 800 Pedidos 2000 800 400 100 Stock Inic.
300 0 -200 80 Producción 1700 600 680 720 Tot. Producc.
2200 2200 1800 1800 Plan Agreg.
2000 2000 2000 2000 Plan Agreg. Corregido 2200 2200 1800 1800 Capacidad 2200 2200 2200 2200 Hombres Mujeres 279 Ejemplo de Plan Maestro de Producción (MPS) (9) • En las semanas del segundo mes, de la 5 a la 8, la producción prevista de 6400 unidades la repartiremos de igual forma entre las 4 semanas, es decir 6400/4 = 1600 unidades por semana. Las 1600 bicis semanales se distribuirán en 960 de caballero y 640 de señora, para estas semanas sólo tenemos órdenes para 300 bicis de caballero, la producción restante irá a stock.
• El crecimiento del stock en las últimas semanas muestra que la producción aún no ha sido asignada a los clientes y se refleja en el nivel de stocks si no se recibieran más ordenes de clientes. En la práctica, se irán recibiendo pedidos de los clientes para esas semanas y los stocks se reducirán en las cantidades vendidas.
280 Ejemplo de Plan Maestro de Producción (MPS) (10) Semana 1 2 3 4 5 6 7 8 Previsión 1200 1200 1200 1200 960 960 960 960 Pedidos 1400 1200 1000 700 300 0 0 0 Stock. Inic.
500 -400 0 120 500 1160 2120 3080 Producción 500 1600 1120 1080 960 960 960 960 Previsión 800 800 800 800 640 640 640 640 Pedidos 2000 800 400 100 0 0 0 0 Stock Inic.
300 0 -200 80 700 1340 1980 2620 Producción 1700 600 680 720 640 640 640 640 Tot. Producc.
2200 2200 1800 1800 1600 1600 1600 1600 Plan Agreg.
2000 2000 2000 2000 1600 1600 1600 1600 Plan Agreg. Corregido 2200 2200 1800 1800 1600 1600 1600 1600 Capacidad 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 Hombres Mujeres 281 Ejemplo de Plan Maestro de Producción (MPS) (11) • El plan maestro obtenido es, obviamente, sólo uno de los muchos posibles. Tiene la ventaja de satisfacer la demanda agregada y mantener la producción semanal en un nivel estable, pero posiblemente se podrían hacer mejoras al mismo actuando de manera iterativa.
282 Requisitos de un Sistema de Planificación de la Producción (1) • Un sistema de Planificación de Producción, para merecer tal denominación, ha de ser capaz de responder a una serie de preguntas al máximo nivel de detalle 283 Requisitos de un Sistema de Planificación de la Producción (2) 1.
2.
3.
4.
Qué, cuanto y cuando hemos de producir (MPS) Qué se necesita para producir lo que dice el MPS (Primeras materias, semielaborados, ...). La estructura de producto o BOM responde a esta pregunta Qué tenemos en stock (Producto Acabado, Semielaborados y Primeras Materias) Para esto se utiliza el control de Inventarios o IA (Inventory Accounting) Qué tengo que producir y comprar, en que cantidad y en que momento. A esto responde el MRP 284 Estructura de la Planificación MPS BOM MRP Ordenes de Producción Planificadas IA Ordenes de Compra Planificadas 285 La Lista de Materiales (BOM) • Según la APICS (American Production and Inventory Control Society) es la manera como los diferentes componentes del producto pasan a incorporarse al mismo a lo largo del proceso de producción • Indica la cantidad necesaria de cada componente a incorporar en cada operación de producción • Muchas veces se representa en forma de árbol en el que cada ramificación representa una operación de producción BOM en forma de árbol A Nivel 0 Lead Time 1 (en semanas) (Unidades) Nivel 1 N2 B(1) I(4) 3 2 J(2) D(2) 2 3 C(1) 1 E(1) 1 F(1) K(2) 5 G(2) 7 L(1) 2 H(1) 3 Nivel 3 2 Explosión de Materiales • Si el MPS dice que he de producir 1000 unidades de A para la próxima semana, el BOM nos dice que necesitamos: – 1000 Unidades de B • 4000 Unidades de I • 2000 Unidades de J – 4000 Unidades de K – 2000 Unidades de L – 1000 Unidades de C • 2000 Unidades de D • 1000 Unidades de E – 2000 Unidades de G – 1000 Unidades de H • 1000 Unidades de F Tipos de Materiales según la Estructura • Los elementos que no tienen hijos se denominan Referencias de Compra (se compran a un proveedor externo). En el ejemplo, serian D, F, G, H, I, K, L • Los elementos que como hijos solo tienen a Referencias de Compra se denominan Subconjuntos. En el ejemplo E, J • Los elementos restantes se denominan Conjuntos.
En el ejemplo A, B, C • Los productos de Nivel 0 son los Productos Acabados Secuencia de Producción 2K 1L Centro de Trabajo 1 J 2 Centro de Trabajo 2 B 4I Centro de Trabajo 5 1H 2G Centro de Trabajo 3 E 2D 1F 1 Centro de Trabajol 4 C A Horizonte de planificación Semanas 0 -1 A -2 C B E -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 D J I H L K F G Utilidad de los Stocks de MP y SE • El horizonte de planificación del producto A muestra que no se puede servir el producto antes de 10 semanas. Para poderlo hacer deberíamos reducir los Lead Times, consiguiendo bajar los tiempos de proceso y que también lo hagan los proveedores • La segunda opción para reducir el Horizonte de Planificación consiste en tener stocks. Si tenemos stocks suficientes de referencias de compra (I, K, L, D, G, H, F) el H.P. baja a 5 Semanas. Si tenemos stocks de semielaborados podría bajar hasta a 1 semana y si tenemos stock de Producto Acabado, el H.P. seria cero.
Hemos de tener en cuenta que a más stock y de más productos diferentes, más coste Comunalidad • La comunalidad de un componente X es el cociente: • Las empresas intentan tener una comunalidad cuanto más alta mejor. Ventajas: 1.
2.
3.
4.
Menor complejidad en las compras, planificación, etc. al gestionar menos referencias Más poder de negociación con los proveedores al incrementar el volumen de compra por referencia Procesos de producción más simples, con menos cambios y tiempos de preparación de la producción Reducción de los stocks de seguridad Dirección de Producción y Operaciones I Tema V: La Planificación de las Necesidades de Materiales MRP dentro del Sistema de Planificación MPS BOM MRP Ordenes de Producción Planificadas IA Ordenes de Compra Planificadas • Establece que se tiene que producir, que se ha de comprar, en que cantidad y en que momento Orígenes del MRP • A finales de los 60, IBM lanza en EUA un Software que contemplaba conceptos organizativos como el MPS, el BOM y los Lead Times • Por primera vez se podían generar listados de lo que debían comprar y producir las empresas y en que momento • Hasta entonces se usaban los mismos sistemas de gestión de stocks (P y Q) para los productos con demanda independiente (en los que funcionan muy bien y son muy útiles) y para los productos con demanda dependiente (en los que generan inventarios excesivamente altos y paradójicamente muchas roturas de stocks) Sistemas MRP de Bucle Cerrado • Al aumentar la potencia de los ordenadores en los años 70, los sistemas comienzan a permitir el lanzamiento de ordenes de producción y de compra, además de generar los listados • Cuando la orden se había acabado de producir, o se había recibido la orden de compra, se informaba al sistema para que pudiera actualizar todos los registros de stocks (incremento de los productos y reducción de sus componentes) Sistemas MRP II • A mediados de los años 80, aparece el MRP II (Manufacturing Resources Planning) • Además de los materiales incluye todos los demás recursos productivos: personas, máquinas, ventas, etc • Engloba todas las áreas de la empresa de manera que todo el mundo trabaje sobre la misma Base de Datos • La diferencia fundamental es la introducción del análisis de capacidad (Si se tienen los recursos necesarios para hacer aquello que se quiere hacer) Mover pedido a otra semana, por ejemplo MPS BOM MRP O.P. Planificadas IA O.C. Planificadas Plan de Capacidad Fino NO Capa cidad ? Lanzamiento O.
Producción SI Lanzamiento O.
Compra Ejecución y Control OP y OC Informar al MRP de la finalización de las ordenes para actualizar el sistema Sistemas ERP • En los 90 los sistemas MRPII evolucionan a sistemas ERP (Enterprise Resources Planning) • El software comercial (SAP, Oracle, JD Edwards, Manugistics, Baan, I2 y otros) desplaza definitivamente el desarrollo propio de aplicaciones • Los sistemas ERP a pesar de tener un alto coste y un largo tiempo de implementación, reducen los stocks y las necesidades de personal de planificación • Por otro lado, estos sistemas mejoran la Calidad de Servicio al dar mas garantía en las fechas de entrega prometida a los clientes Conceptos MRP • Necesidades brutas: Total de producción necesaria para el período. Para los artículos de demanda independiente se obtiene a partir del MPS, para los componentes a partir de los lanzamientos de ordenes de producción de los artículos de nivel superior (padres) • Recepciones programadas: Material que ya ha sido pedido (por O.F. o por O.C.) y que se espera que llegue en el período Conceptos MRP (2) • Stock disponible: Cantidad que se espera tener en inventario a final de período y que podemos hacer servir para satisfacer demanda del siguiente período. En caso de tener stocks de seguridad o cantidades ya reservadas, estas no formen parte del stock disponible EDt=EDt-1 + RPt+ROPt - NBt (-ESt -Rt) • Necesidades netas: Se obtienen restando a las necesidades brutas las recepciones programadas en el período y el stock disponible del período anterior. Es la cantidad neta que es necesario suministrar para satisfacer las necesidades de los artículos de nivel superior NNt = NBt - RPt - EDt-1 Conceptos MRP (3) • Recepción de ordenes planificadas: Indica el tamaño de la orden planificada y el momento en que es necesaria. Aparece a la vez que la Necesidad neta, pero su tamaño es modificado per la política de lotificación (siempre será más grande o igual que la necesidad neta) • Lanzamiento de ordenes planificadas: Indica en que momento se ha de lanzar (iniciar) la producción de la orden planificada para tenerla realizada cuando la necesitemos. Son las mismas cantidades que las ROP, pero avanzadas en el tiempo por efecto del Lead Time Políticas de Lotificación • Lote 1: En este caso, OP = NN • Lote mínimo (Lm): En este caso, como mínimo hemos de producir (o comprar) una determinada cantidad, por lo tanto: – Si NN <= Lm OP = Lm – Si NN >= Lm OP = NN • Lote múltiple (LM): Debido al tamaño predeterminado de algún contenedor (caja). En este caso : – Si NN <= LM OP = LM – Si NN >= LM OP = (E(NN/LM) + 1) x LM Parte Entera Lógica de cálculo del MRP • El MRP planifica por niveles, comenzando por el nivel 0 • El nivel de un articulo, a efectos MRP, es el nivel más bajo en el que aparece el artículo en todas las estructuras que planificamos • Para cada nivel, seguimos un procedimiento: – Calculamos les NBt para todos los artículos del nivel y todos los períodos t – Para todos los períodos t: • Calculamos les NNt=NBt - RPt - EDt-1 (si NNt<0 ; NNt = 0) • Calculamos las ROPt, lotificando las NNt • Calculamos el SDt = SDt-1 + RPt + ROPt - NBt – Decalamos en el tiempo las ROP de los artículos del nivel para establecer los LOP – Si hay más niveles, explosionamos los LOP multiplicando por el número de unidades de nivel inferior necesarias para hacer una unidad de nivel superior para generar las NB de los artículos de nivel inferior y pasamos a planificar el nivel siguiente Hoja para hacer cálculos MRP TL: Tamaño del Lote LT: Lead Time SDT: Stock disponible SS: Stock de seguridad TL LT SDT SS R N A R: Reservado N: Nivel más bajo A: Código del articulo PA: Período anterior Necesidades brutas Recepciones programadas Stock disponible = SDT-SS-R Necesidades netas Recepción de ordenes planificadas Lanzamiento de ordenes planificadas Período PA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TL LT SDT SS R N TL: Tamaño del Lote LT: Lead Time SDT: Stock disponible SS: Stock de seguridad R: Reservado A N: Nivel más bajo A: Código del articulo PA: Período anterior Necesidades brutas Recepciones programadas Stock disponible = SDT-SS-R Necesidades netas Recepción de ordenes planificadas Lanzamiento de ordenes planificadas Necesidades brutas Recepciones programadas Stock disponible = SDT-SS-R Necesidades netas Recepción de ordenes planificadas Lanzamiento de ordenes planificadas Necesidades brutas Recepciones programadas Stock disponible = SDT-SS-R Necesidades netas Recepción de ordenes planificadas Lanzamiento de ordenes planificadas Necesidades brutas Recepciones programadas Stock disponible = SDT-SS-R Necesidades netas Recepción de ordenes planificadas Lanzamiento de ordenes planificadas Necesidades brutas Recepciones programadas Stock disponible = SDT-SS-R Necesidades netas Recepción de ordenes planificadas Lanzamiento de ordenes planificadas Necesidades brutas Recepciones programadas Stock disponible = SDT-SS-R Necesidades netas Recepción de ordenes planificadas Lanzamiento de ordenes planificadas PA 1 2 3 4 Período 5 6 7 8 9 10 Ejemplo MRP I • La empresa XXX, SA produce dos artículos, A y Q, con las siguientes listas de materiales (entre paréntesis los Lead Times de aprovisionamiento o producción): A (4) 1 B (3) 2 C (2) Q (2) 1 D (1) 2 E (1) 1 C (2) 1 D (1) 2 E (1) 1 E (1) Ejemplo MRP I • El Plan Maestro de Producción que abarca 10 semanas, establece la fabricación de 103 unidades de A en la semana 8 y 200 unidades de Q para la semana 7 • No existen ordenes pendientes de recibir para ninguno de los artículos ni de sus componentes • El tamaño de lote mínimo es de una unidad para los productos acabados A y Q y para los componentes B y C. Las referencias D y E, que vienen del exterior, se reciben en lotes de 200 y 500 unidades respectivamente Ejemplo MRP I • En el momento de lanzar el MRP, los stocks físicos son los siguientes: – 18 unidades de A y 6 de Q para los productos acabados – 10 unidades de B, 20 de C y 30 de E para los componentes • La empresa mantiene stocks de seguridad solo para los productos acabados, y son de 15 unidades de A y 6 de Q • Indique los lanzamientos de ordenes planificadas que sugerirá el MRP para todos los productos acabados y componentes, indicando también los stocks previstos al final de las 10 semanas planificadas Ejemplo MRP I: Solución Tabla de planificación del producto A (Nivel 0) TL: Tamaño del Lote LT: Lead Time SDT: Stock disponible SS: Stock de seguridad TL LT SDT SS R N A R: Reservado N: Nivel más bajo Período PA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0 A: Código del articulo PA: Período anterior Necesidades brutas (del MPS) 103 Recepciones programadas 1 4 18 15 0 0 A Stock disp. = SDT-SS-R (18-15-0) 3 3 3 3 3 3 3 3 0 Necesidades netas (NB – EDt-1) 100 Recepción de ordenes planificadas 100 Lanzamiento de ord. planificadas 100 Ejemplo MRP I: Solución Tabla de planificación del producto Q (Nivel 0) TL: Tamaño del Lote LT: Lead Time SDT: Stock disponible SS: Stock de seguridad TL LT SDT SS R N A R: Reservado N: Nivel más bajo Período PA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0 0 A: Código del articulo PA: Período anterior Necesidades brutas (del MPS) 200 Recepciones programadas 1 2 6 6 0 0 Q Stock disponible = SDT-SS-R (6-6-0) 0 0 0 0 0 0 0 0 Necesidades netas (NB – EDt-1) 200 Recepción de ordenes planificadas 200 Lanzamiento de ord. planificadas 200 Ejemplo MRP I: Solución • Hemos acabado de planificar los productos de nivel 0 y por lo tanto, a partir de sus lanzamientos de órdenes planificadas, genero las necesidades brutas de los productos de nivel 1: – Tenemos un lanzamiento planificado del producto A de 100 unidades la semana 4, que genera la necesidad de: • 100 unidades de B la semana 4 • 200 unidades de C la semana 4 – Tenemos un lanzamiento planificado del producto Q de 200 unidades la semana 5, que genera: • 200 unidades de C la semana 5 • 200 unidades de E la semana 5 (Pero no lo planificaremos aún pues es un artículo de Nivel 2 a efectos de MRP) Ejemplo MRP I: Solución Tabla de planificación del producto B (Nivel 1) TL: Tamaño del Lote LT: Lead Time SDT: Stock disponible SS: Stock de seguridad TL LT SDT SS R N A R: Reservado N: Nivel más bajo Período PA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0 0 0 0 0 A: Código del articulo PA: Período anterior Necesidades brutas (del nivel 0) 100 Recepciones programadas 1 3 10 0 0 1 B Stock disp.= SDT-SS-R (10-0-0) 10 10 10 10 0 Necesidades netas (NB – EDt-1) 90 Recepción de ordenes planificadas 90 Lanzamiento de ord. planificadas 90 Ejemplo MRP I: Solución Tabla de planificación del producto C (Nivel 1) TL: Tamaño del Lote LT: Lead Time SDT: Stock disponible SS: Stock de seguridad TL LT SDT SS R N A R: Reservado N: Nivel más bajo Período PA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0 0 0 0 A: Código del articulo PA: Período anterior Necesidades brutas (del nivel 0) 200 200 Recepciones programadas 1 2 20 0 0 1 C Stock disp.= SDT-SS-R (20-0-0) 20 20 20 20 0 0 Necesidades netas (NB – EDt-1) 180 200 Recepción de ordenes planificadas 180 200 Lanzamiento de ord. planificadas 180 200 Ejemplo MRP I: Solución • Hemos acabado de planificar los productos de nivel 1, y por lo tanto a partir de sus lanzamientos de órdenes, explosionamos y determinamos las necesidades brutas de los productos de nivel 2: – Tenemos un lanzamiento planificado del producto B de 90 unidades la semana 4, que no genera necesidades al ser B una referencia de compra – Tenemos dos lanzamientos planificados del producto C de 180 unidades la semana 2 y 200 la semana 3, que genera: • 180 unidades de D la semana 2 y 200 la semana 3 • 360 unidades de E la semana 2 y 400 la semana 3 (recordemos que el lanzamiento de Q generaba una NB de E de 200 unidades en la semana 5) Ejemplo MRP I: Solución Tabla de planificación del producto D (Nivel 2) TL: Tamaño del Lote LT: Lead Time SDT: Stock disponible SS: Stock de seguridad TL LT SDT SS R N A R: Reservado N: Nivel más bajo Período PA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A: Código del articulo PA: Período anterior Necesidades brutas (del nivel 1) 180 200 Recepciones programadas 200 1 0 0 0 2 D Stock disp.= SDT-SS-R (0-0-0) 0 0 20 20 20 20 20 20 20 20 20 Necesidades netas (NB – EDt-1) 180 180 Recepción de ordenes planificadas 200 200 Lanzamiento de ord. planificadas 200 200 Ejemplo MRP I: Solución Tabla de planificación del producto E (está en Nivel 1 y 2, el más bajo es 2) TL: Tamaño del Lote LT: Lead Time SDT: Stock disponible SS: Stock de seguridad TL LT SDT SS R N A R: Reservado N: Nivel más bajo Período PA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A: Código del articulo PA: Período anterior Necesida. brutas (de niveles 0 i 1) 360 400 200 Recepciones programadas 500 1 30 0 0 2 E Stock disp.= SDT-SS-R (30-0-0) 30 30 170 270 270 70 70 70 70 70 70 Necesidades netas (NB – EDt-1) 330 230 Recepción de ordenes planificadas 500 500 Lanzamiento de ord. planificadas 500 500 0 Informe de Planificación Codigo Articulo Descripción Tipo de Orden Cantidad Período de Lanzamiento Período de Recepción A .......
O. Producción 100 4 8 Q .......
O. Producción 200 5 7 B .......
O. Compra 90 1 4 C .......
O. Producción 180 2 4 C .......
O. Producción 200 3 5 D .......
O. Compra 200 1 2 D .......
O. Compra 200 2 3 E .......
O. Compra 500 1 2 E .......
O. Compra 500 2 3 Ejemplo 2 MRP I • El Plan Maestro (MPS) para las próximas 10 semanas indica que las cantidades a producir de los dos productos acabados U y V, son de 100 unidades de U para la semana 9 y 200 para la semana 10, y 50 unidades de V para la semana 7 y 100 unidades para la semana 8 • Las listas de materiales respectivas son (con el Lead Time entre paréntesis): U(3) 1A (1) 3B (2) 1C(1) 2D(2) V(2) 2A (1) 1B (2) 1C(1) 2D(2) 1D(2) Ejemplo 2 MRP I • Los stocks disponibles en el momento de lanzar el MRP, los stocks de seguridad y los stocks reservados para cada referencia son, en unidades, juntamente con la política de lotificación: Referencia U Stock Disponible 60 Stock Seguretat 30 StockReservat 10 Política de Lotificación Lote 1 V A B Lote 1 50 (Múltiple) Lote 1 C D 20 60 (Múltiple) (Múltiple) • No hay ordenes pendientes de recibir para ninguna referencia y queremos saber cuales serán los lanzamientos de ordenes planificadas por el MRP para todas las referencias Ejemplo 2 MRP I: Solución Tabla de planificación del producto U (Nivel 0) TL: Tamaño del Lote LT: Lead Time SDT: Stock disponible SS: Stock de seguridad TL LT SDT SS R N A R: Reservado N: Nivel más bajo Período PA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A: Código del articulo PA: Período anterior Necesidades brutas (del MPS) 100 200 Recepciones programadas 1 3 60 30 10 0 U Stock disp. = SDT-SS-R (60-30-10) 20 20 20 20 20 20 20 20 20 0 0 Necesidades netas (NB – EDt-1) 80 200 Recepción de ordenes planificadas 80 200 Lanzamiento de ord. planificadas 80 200 Ejemplo 2 MRP I: Solución Tabla de planificación del producto V (Nivel 0) TL: Tamaño del Lote LT: Lead Time SDT: Stock disponible SS: Stock de seguridad TL LT SDT SS R N A R: Reservado N: Nivel más bajo Período PA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0 A: Código del articulo PA: Período anterior Necesidades brutas (del MPS) 50 100 Recepciones programadas 1 2 40 20 15 0 V Stock disp. = SDT-SS-R (40-20-15) 5 5 5 5 5 5 5 0 0 Necesidades netas (NB – EDt-1) 45 100 Recepción de ordenes planificadas 45 100 Lanzamiento de ord. planificadas 45 100 Ejemplo 2 MRP I: Solución • Hemos acabado de planificar los productos de nivel 0, y a partir de sus lanzamientos de órdenes planificadas, genero las necesidades brutas de los productos de nivel 1 : – Tenemos lanzamientos planificados del producto U de 80 unidades la semana 6 y 200 la semana 7, que generan la necesidad de: • 80 unidades de A la semana 6 y 200 la semana 7 • 240 unidades de B la semana 6 i 600 la semana 7 – Tenemos lanzamientos planificados del producto V de 45 unidades la semana 5 y 100 la semana 6, que generan: • 90 unidades de A la semana 5 y 200 la semana 6 • 45 unidades de B la semana 5 y 100 la semana 6 • 45 unidades de D la semana 5 y 100 la semana 6 Ejemplo 2 MRP I: Solución Tabla de planificación del producto A (Nivel 1) TL: Tamaño del Lote LT: Lead Time SDT: Stock disponible SS: Stock de seguridad TL LT SDT SS R N A R: Reservado N: Nivel más bajo Período PA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A: Código del articulo PA: Período anterior Necesidades brutas (del Nivel 0) 90 280 200 Recepciones programadas * 50 1 15 0 0 1 A Stock disp.= SDT-SS-R (15-0-0) 15 15 15 15 15 25 45 45 45 45 45 Necesidades netas (NB – EDt-1) 75 255 155 Recepción de ordenes planificadas 100 300 200 Lanzamiento de ord. planificadas 100 300 200 Ejemplo 2 MRP I: Solución Tabla de planificación del producto B (Nivel 1) TL: Tamaño del Lote LT: Lead Time SDT: Stock disponible SS: Stock de seguridad TL LT SDT SS R N A R: Reservado N: Nivel más bajo Período PA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0 0 A: Código del articulo PA: Período anterior Necesidades brutas (del Nivel 0) 45 340 600 Recepciones programadas 1 2 10 0 0 1 B Stock disp. = SDT-SS-R (10-0-0) 10 10 10 10 10 0 0 0 Necesidades netas (NB – EDt-1) 35 340 600 Recepción de ordenes planificadas 35 340 600 Lanzamiento de ord. planificadas 35 340 600 Ejemplo 2 MRP I: Solución • Hemos planificado los productos de nivel 1, y por lo tanto a partir de sus lanzamientos de órdenes, explosionamos y determinamos las necesidades brutas de los productos de nivel 2: – Tenemos lanzamientos planificados del producto A de 100 unidades la semana 4, 300 la semana 5 y 200 la semana 6 que no generan necesidades al ser A una referencia de compra – Tenemos lanzamientos planificados del producto B de 35 unidades la semana 3, 340 la semana 4 y 600 la semana 5, que generan: • 35 unidades de C la semana 3, 340 la 4 y 600 la semana 5 • 70 unidades de D la semana 3, 680 la 4 y 1200 la semana 5 (recordemos que el lanzamiento de V generaba una NB de 45 la semana 5 y 100 la semana 6) Ejemplo 2 MRP I: Solución Tabla de planificación del producto C (Nivel 2) TL: Tamaño del Lote LT: Lead Time SDT: Stock disponible SS: Stock de seguridad TL LT SDT SS R N A R: Reservado N: Nivel más bajo Período PA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A: Código del articulo PA: Período anterior Necesidades brutas (del Nivel 1) 35 340 600 Recepciones programadas * 20 1 6 0 0 2 C Stock disponible = SDT-SS-R (6-0-0) 6 6 6 11 11 11 11 11 11 11 11 Necesidades netas (NB – EDt-1) 29 329 589 Recepción de ordenes planificadas 40 340 600 Lanzamiento de ord. planificadas 40 340 600 Ejemplo 2 MRP I: Solución Tabla de planificación del producto D (está en Nivel 1 y 2, el más bajo es 2) TL: Tamaño del Lote LT: Lead Time SDT: Stock disponible SS: Stock de seguridad TL LT SDT SS R N A R: Reservado N: Nivel más bajo Período PA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A: Código del articulo PA: Período anterior Necesidades brutas (del Nivel 1) 70 680 1245 100 Recepciones programadas * 60 2 9 0 0 2 D Stock disponible = SDT-SS-R (9-0-0) 9 9 9 59 39 54 14 14 14 14 14 Necesidades netas (NB – EDt-1) 61 621 1206 46 Recepción de ordenes planificadas 120 660 1260 60 Lanzamiento de ord. planificadas 120 660 1260 60 Informe de Planificación (O.P.) Código Artículo Descripción Tipo de Orden Cantidad Período de Lanzamiento Período de Recepción U .......
O. Producción 80 6 9 U .......
O. Producción 200 7 10 V .......
O. Producción 45 5 7 V .......
O. Producción 100 6 8 B .......
O. Producción 35 3 5 B .......
O. Producción 340 4 6 B .......
O. Producción 600 5 7 Informe de Planificación (O.C.) Código de Artículo Descripción Tipo de Orden Cantidad Período de Lanzamiento Período de Recepción A .......
O. Compra 100 4 5 A .......
O. Compra 300 5 6 A .......
O. Compra 200 6 7 C .......
O. Compra 40 2 3 C .......
O. Compra 340 3 4 C .......
O. Compra 600 4 5 D .......
O. Compra 120 1 3 D .......
O. Compra 660 2 4 D .......
O. Compra 1260 3 5 D .......
O. Compra 60 4 6 Dirección de Producción y Operaciones I Tema VI: La Programación de la Producción Programación de la Producción • Una vez lanzadas las órdenes de producción, estas llegan al responsable de programación de cada sección • Estas órdenes se han de ejecutar a lo largo de un período de tiempo determinado, generalmente una semana • La programación ha de decidir la secuencia de producción de las órdenes. Es la última fase de la planificación y constituye un problema complejo porque todas las combinaciones son posibles Programación de la Producción • Habitualmente (si la empresa no es muy sofisticada) se usan métodos heurísticos que cualquier persona puede resolver rápidamente • Los objetivos de la secuenciación pueden ser diversos: – Minimizar el tiempo medio pasado en el sistema (el trabajo de más corto tiempo de proceso será el primero) – Secuenciar según otros criterios, por ejemplo la urgencia (el trabajo más urgente primero) o la prioridad – Minimizar el máximo retraso de los trabajos – Hacer servir el criterio FIFO (First In First Out) • Con varias máquinas la secuenciación se complica Caso A: Una sola máquina • Tenemos una serie de órdenes de producción a ejecutar en una máquina, suponiendo que el tiempo de preparación de las ordenes es independiente de la secuenciación: Orden Duración (Horas) 1 6 2 4 3 2 4 8 5 1 6 5 Total 26 horas Caso A: Regla Fifo • Sin tener en cuenta el tiempo de preparación: Orden Duración Hora Inicio Hora de Fin 1 6 0 6 2 4 6 10 3 2 10 12 4 8 12 20 5 1 20 21 6 5 21 26 Total 26 69 95 • El tiempo medio de espera de las órdenes será de 69/6 = 11,5 horas (promedio de la suma de las Horas de Inicio) • El tiempo medio de una orden en el sistema será de 95/6 = 15,8 horas (promedio de la suma de las Horas de Fin) Caso A: Minimizar tiempo medio en el sistema • Comenzamos por las órdenes de menor tiempo de proceso: Orden Duración Hora Inicio Hora de Fin 5 1 0 1 3 2 1 3 2 4 3 7 6 5 7 12 1 6 12 18 4 8 18 26 Total 26 41 67 • El tiempo medio de espera será 41/6=6,9 horas • El tiempo medio en el sistema será 67/6=11’2 horas Caso A: Minimizar el retraso • Supongamos que lo que fabrica esta sección se hace servir en una línea de montaje y que tenemos unes “horas de entrega” establecidas (es un criterio de urgencia) Orden Duración Hora Entrega 1 6 6 2 4 20 3 2 22 4 8 24 5 1 2 6 5 10 Secuenciación según FIFO Orden Duración Hora Inicio Hora de Fin Hora de Entrega Retraso 1 6 0 6 6 0 2 4 6 10 20 0 3 2 10 12 22 0 4 8 12 20 24 0 5 1 20 21 2 19 6 5 21 26 10 16 Total 26 69 95 35 horas •El máximo retraso es de 19 horas para la orden 5 •El retraso medio es de 35/6 = 5,8 horas Secuenciación según hora de entrega Orden Duración Hora Inicio Hora de Fin Hora de Entrega Retraso 5 1 0 1 2 0 1 6 1 7 6 1 6 5 7 12 10 2 2 4 12 16 20 0 3 2 16 18 22 0 4 8 18 26 24 2 Total 5 horas •El máximo retraso es de 2 horas para las órdenes 4 y 6 •El retraso medio ahora es de 5/6 = 0,8 horas Caso B : Con varias máquinas • Las órdenes pasan por un conjunto de máquinas en un orden determinado es decir, cada orden de trabajo tiene su propia ruta de paso por las máquinas: Ordenes 1 Màquinas 2 3 .
.
.
q A B C N El problema de minimizar el tiempo total de proceso es complejo. Para el caso de 2 o 3 máquinas hay un método sencillo que permite optimizar la secuencia: El algoritmo de Johnsson Algoritmo de Johnsson: 2 máquinas • Para poderlo aplicar se ha de cumplir que todas las órdenes siguen el mismo orden de paso por todas las máquinas. Si una orden no pasa por una máquina, su tiempo de proceso en esa máquina será cero • El algoritmo busca el menor tiempo de proceso. Si este tiempo está en la primera máquina, colocamos la orden de trabajo la primera de la secuencia, si el tiempo está en la segunda máquina colocamos la orden de trabajo la última de la secuencia • Elimino la orden ya colocada en la secuencia y buscamos entre las restantes a la de menor tiempo de proceso. Si el tiempo corresponde a la primera máquina la coloco la primera (la segunda si ya hemos colocado antes alguna al principio). Si el tiempo corresponde a la segunda máquina colocamos la orden la última (la penúltima si ya hemos colocado antes alguna orden al final) • Y así sucesivamente determinaríamos la secuencia óptima de producción • Veamos un ejemplo Algoritmo de Johnsson: 2 máquinas Orden Nº Tiempo Proceso Máquina A Tiempo Proceso Máquina B 1 11 6 2 16 2 3 3 8 4 5 1 5 14 7 6 9 10 7 4 15 8 13 12 Secuencia 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª Orden Nº 3 7 6 8 5 1 2 4 Orden de selección 3ª 4ª 7ª 8ª 6ª 5ª 2ª 1ª Cálculo del tiempo total y de las esperas 3 7 6 8 5 1 2 4 Total Duración Máq. A 3 4 9 13 14 11 16 5 75 Duración Máq. B 8 15 10 12 7 6 2 1 61 Horario Máq. A 0-3 3-7 7 - 16 Horario Máq. B 3 - 11 T. Espera Orden 0 4 10 7 5 1 0 0 27 Tiempo Espera Máq. A 0 0 0 0 0 0 0 1 1 Tiempo Espera Máq. B 3 0 0 0 0 0 9 3 15 16 - 29 29 - 43 43 - 54 54 - 70 70 - 75 11 - 26 26 - 36 36 - 48 48 - 55 55 - 61 70 - 72 75 - 76 El algoritmo nos garantiza la secuencia que produce todas las órdenes en el menor tiempo total (76 horas) y también con los mínimos tiempos de espera de ordenes y de máquinas Algoritmo de Johnsson: 3 máquinas • En el caso de que las órdenes de producción a hacer deban pasar por tres máquinas, se puede hacer servir también el algoritmo de Johnsson, pero no siempre podrá garantizarse que la solución encontrada sea la óptima.
• Solo se podrá garantizar que la solución es óptima si se da alguna de las dos siguientes condiciones (o ambas): – que el tiempo máximo de proceso en la segunda máquina es menor o igual que el tiempo mínimo de proceso en la primera máquina – que el tiempo máximo de proceso en la segunda máquina es menor o igual que el tiempo mínimo de proceso en la tercera máquina • Si no es así, puede probarse de mejorar la solución que proporciona el algoritmo mediante prueba y error (haciendo cambios de orden) o haciendo servir otros métodos Algoritmo de Johnsson: 3 máquinas • Para utilizar el algoritmo de Johnsson con tres máquinas (que denominaremos A, B y C respectivamente en el orden de proceso) crearemos dos máquinas virtuales, M1 y M2, de manera que el tiempo de proceso de una orden de producción en la máquina M1 será la suma de sus tiempos de proceso en las máquinas A y B y el tiempo de proceso en la máquina M2 será la suma de los tiempos de proceso en las máquinas B i C • Utilizaremos el algoritmo de Johnsson para secuenciar las ordenes en les máquinas M1 y M2 y a continuación calcularemos los tiempos de proceso y de espera en las máquinas reales Johnsson con 3 máquinas: Ejemplo 1 Máquinas\ Órdenes 1 2 3 4 5 6 7 8 Tiempo Máquina A 7 9 9 4 9 8 15 6 Tiempo Máquina B 5 6 5 3 6 3 4 6 Tiempo Máquina C 14 13 8 6 14 10 6 7 Vemos que se cumple que: Min. Ci = 6 es igual al Max Bi = 6 Por lo tanto podemos aplicar Johnsson Máquinas\ Órdenes 1 2 3 4 5 6 7 8 Tiempo M1 12 15 14 7 15 11 19 12 Tiempo M2 19 19 13 9 20 13 10 13 Secuencia 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª Orden Nº 4 6 1 8 5 2 3 7 Orden de selección 1ª 3ª 4ª 5ª 7ª 8ª 6ª 2ª Cálculo del tiempo total y de esperas 4 6 1 8 5 2 3 7 Total Duración en Màquina A 4 8 7 6 9 9 9 15 Duración en Màquina B 3 3 5 6 6 6 5 4 Duración en Màquina C 6 10 14 7 14 13 8 6 Horario Màquina A 0-4 4-12 12-19 19-25 25-34 34-43 43-52 52-67 Horario Màquina B 4-7 12-15 19-24 25-31 34-40 43-49 52-57 67-71 Horario Màquina C 7 - 13 15-25 25-39 39-46 46-60 60-73 73-81 81-87 Tiemp. Esp. Ord. en B 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Tiemp. Esp. Ord. en C 0 0 1 8 6 11 16 10 52 Tiemp. Espera Màq. A 0 0 0 0 0 0 0 0+20 20 Tiemp. Espera Màq. B 4 5 4 1 3 3 3 10+16 49 Tiemp. Espera Màq. C 7 2 0 0 0 0 0 0 9 Johnsson con 3 máquinas: Ejemplo 2 Máquinas\ Órdenes 1 2 3 4 5 6 7 Tiempo Máquina A 8 2 3 4 3 7 6 Tiempo Máquina B 2 6 9 5 4 2 6 Tiempo Máquina C 4 2 5 5 8 4 5 No podemos garantizar que Johnsson nos dé la secuencia óptima, ya que el máximo de la máquina B (9) es superior al mínimo de la máquina A (2) y al mínimo de la máquina B (2).
Máquinas\ Órdenes 1 2 3 4 5 6 7 Tiempo M1 10 8 12 9 7 9 12 Tiempo M2 6 8 14 10 12 6 11 Secuencia 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª Orden Nº 5 4 3 7 2 6 1 Orden de selección 3ª 5ª 7ª 6ª 4ª 2ª 1ª Cálculo del tiempo total y de esperas 5 4 3 7 2 6 1 Duración en Máquina A 3 4 3 6 2 7 8 Duración en Máquina B 4 5 9 6 6 2 2 Duración en Máquina C 8 5 5 5 2 4 4 Horario Máquina A 0-3 3-7 7 - 10 Horario Máquina B 3-7 7 - 12 12 - 21 21 - 27 27 - 33 33 - 35 35 - 37 Horario Máquina C 7 - 15 15 - 20 21 - 26 27 - 32 33 - 35 35 - 39 39 - 43 Total 10 - 16 16 - 18 18 - 25 25 - 33 43 Tiempo Espera Órdenes 0 3 2 5 9 8 4 31 Tiemp. Espera Máq. A 0 0 0 0 0 0 10 10 Tiemp. Espera Máq. B 3 0 0 0 0 0 6 9 Tiemp. Espera Máq. C 7 0 1 1 1 0 0 10 Probaremos cambiar la elección 4ª en que elegimos la M2 para la orden de producción Nº 2 cuando en la M1 la orden tenía el mismo tiempo Cálculo del tiempo total y de esperas 5 2 4 3 7 6 1 Duración en Máquina A 3 2 4 3 6 7 8 Duración en Máquina B 4 6 5 9 6 2 2 Duración en Máquina C 8 2 5 5 5 4 4 Horario Máquina A 0-3 3-5 5-9 9 - 12 Horario Máquina B 3-7 7 - 13 Horario Máquina C 7 - 15 15 - 17 18 - 23 27 - 32 33 - 38 38 - 42 42 - 46 Total 12 - 18 18 - 25 25 - 33 13 - 18 18 - 27 27 - 33 33 - 35 35 - 37 46 Tiempo Espera Órdenes 0 4 4 6 9 11 7 45 Tiemp. Espera Máq. A 0 0 0 0 0 0 13 13 Tiemp. Espera Máq. B 3 0 0 0 0 0 9 12 Tiemp. Espera Máq. C 7 0 1 4 1 0 0 13 Como vemos la solución que obtenemos con el cambio es peor (46 horas contra las 43 horas que teníamos antes). Podemos seguir haciendo pruebas, pero en este caso resultaría mejor probar otro método Cálculo del tiempo total y de esperas 5 3 4 6 7 1 2 Duración en Máquina A 3 3 4 7 6 8 2 Duración en Máquina B 4 9 5 2 6 2 6 Duración en Máquina C 8 5 5 4 5 4 2 Horario Máquina A 0-3 3-6 6 - 10 Horario Máquina B 3-7 7 - 16 16 - 21 21 - 23 23 - 29 31 - 33 33 - 39 Horario Máquina C 7 - 15 16 - 21 21 - 26 26 - 30 30 - 35 35 - 39 39 - 41 Total 10 - 17 17 - 23 23 - 31 31 - 33 41 Tiempo Espera Órdenes 0 1 6 7 1 2 1 18 Tiemp. Espera Máq. A 0 0 0 0 0 0 8 8 Tiemp. Espera Máq. B 3 0 0 0 0 2 2 7 Tiemp. Espera Máq. C 7 1 0 0 0 0 0 8 La solución óptima, encontrada por otro método supone 41 días y unos tiempos de espera inferiores a los que teníamos.
Dirección de Producción y Operaciones I Tema VIII: Just in Time (JIT) Just-In-Time y Producción Ajustada • Just-In-Time (JIT) es una filosofía de continua i forzada resolución de problemas que permite la Producción Ajustada (a lo que quiere le cliente, en el momento en que lo quiere, sin ningún tipo de desperdicio) • La Producción Ajustada (Lean Production) es un concepto que implica la eliminación de todas las actividades que no añaden valor a la cadena de suministro.
• En la práctica, JIT y producción ajustada se consideran intercambiables y son la integración de una filosofía i unas técnicas diseñadas para mejorar el rendimiento.
Orígenes del JIT • El JIT nace de la confluencia de tres factores: – El rol creciente del área funcional de producción en la estrategia de la empresa derivado de la necesidad de incrementar la calidad y la flexibilidad – Los puntos débiles del MRP como herramienta principal de gestión del flujo de materiales en la empresa – El entorno empresarial en Japón y sus especificidades El rol creciente del área de producción en la estrategia de la empresa (1) • En las empresas occidentales producción estaba a menudo ausente en la elaboración de los planes estratégicos debido a un doble problema: Falta de visión integral del negocio por parte de la gerencia Aislamiento y falta de visión empresarial por parte de los directivos de producción El rol creciente del área de producción en la estrategia de la empresa(2) - Mercados saturados - Ciclos de vida del producto más cortos -Gran diversidad de modelos - Clientes más exigentes en calidad y servicio - Gran variación en las preferencias de los consumidores Para sobrevivir, las empresas necesitaban mejorar constantemente su competitividad - Requerimientos de flexibilidad cada vez más grandes - Evolución desde alta calidad a calidad total - Costos operativos cada vez más bajos Reconocimiento del papel central de producción en la mejora de la competitividad Variables Competitivas e influencia del JIT • COSTE – El JIT reduce el coste de producción • CALIDAD – El JIT evita el desperdicio, entre lo que destaca la falta de calidad • SERVICIO – El JIT requiere alcanzar unas condiciones de servicio mediante una planificación tipo MRP • FLEXIBILIDAD – El JIT incrementa la velocidad de respuesta a cualquier cambio del mercado • INNOVACIÓN – El JIT impulsa la reducción de los plazos de desarrollo de los productos y contribuye a lograrla The Japanese Pac-Man Textil 1950 Qualitat Acero Construcción naval 1960 Automóvil Electrónica de consumo Ordenadores Chips Microprocesadores 1970 1980 1990 Flexibilitat Estructura empresarial en Japón • En Japón encontramos dos tipos de empresas: – Las grandes corporaciones industriales (Toyota, Matsushita, Kawasaki, ...) en les que se aplica todo lo que explicaremos sobre el JIT.
– Un entramado de pequeñas y medianas empresas que suministran a las anteriores con niveles salariales muy inferiores y peores condiciones de trabajo.
La empresa Japonesa y su entorno Entorno • Falta de Recursos Naturales que obliga a importar materias primeras y alimentos.
Implica una desventaja con respecto a occidente en términos de coste de las materias primas • Japón es un país que no ha tenido invasiones y por lo tanto tiene una raza homogénea y con conciencia de grupo: - Con sentido de igualdad (auto percepción como clase media) - Deseo de mejora y diligencia en el trabajo - Alta capacidad y habilidad para el trabajo resultado de un alto nivel de formación y del deseo de mejora - La vida diaria está centrada en el trabajo Empresa • Para poder competir con occidente, han de producir artículos de: - Alto valor añadido - Alta calidad - Con costes de producción menores • Unión entre empresa y trabajadores - Ocupación de por vida - Sindicatos de empresa - No discriminación entre obreros y empleados - Grandes posibilidades de promoción para los trabajadores - Armonía y consenso en la toma de decisiones - Posibilidad de desarrollo de las capacidades de los trabajadores hasta su grado máximo La Gestión del Flujo de Materiales • Años 60: Llegada del ordenador a la industria.
Aparecen los primeros programas informáticos para la mejora de la Gestión de Producción (Gestión de Inventarios con método de Wilson) • Inicio de los 70: MRP I – Gestión de la demanda dependiente (Plan maestro de producción, Listas de materiales, Necesidades brutas, Contabilidad de inventarios, Necesidades netas) • Finales de los 70: MRP I evoluciona a MRP II (Estructura de planificación total en la empresa, Planificación y control de la capacidad de producción....) • Años 90: Sistemas de Gestión de la Cadena de Suministros. Intercambio de información con clientes y proveedores Los Puntos Débiles del MRP • No incluye el concepto de Calidad Total • Aunque la involucración de todas las personas de la empresa está implícita en el MRP II, no queda fijada y solo se limita a Planificación, Compras y a la estructura de la línea de producción • No estaba asumida la situación de que el mercado fija el precio y la única manera de obtener beneficios es eliminar completamente el desperdicio (disminuyendo los costes): – Antes: Precio Coste + Beneficio = Precio Venta – Ahora: Precio Venta – Precio Coste = Beneficio • La filosofía del MRP era “gestionar la complejidad”, no reducirla para conseguir la simplicidad en fabricación Desarrollos en Producción y JIT Desarrollo del Concepto de JIT • Los tres principales impulsores del Sistema son Taiichi Ohno, Eiichi Toyoda y Shigeo Shingo en Toyota • Shigeo Shingo lo llama JIT cuando publica en inglés “El Sistema de Producción de Toyota” a principios de los 70 • A partir de la primera crisis del petróleo (1973) el concepto de JIT se extiende a otras empresas japonesas que van a Toyota a aprender sus técnicas de producción (Kawasaki, Honda, Nissan, Sony, ...) Internacionalización del JIT • En occidente se empieza a conocer el JIT a partir de las publicaciones del Profesor Schonberger que conceptualiza el JIT en su libro “Japan Manufacturing Techniques” en el año 1982 El ideal del JIT • Stock 0 • Lote 1 • Flexibilidad ∞ • • Desperdicio = 0 Tiempo Tiempo Tiempo Tiempo espera cambio Proceso transporte Plazo Fabricación Aspectos clave del JIT (Harrison, 1992) • Eliminación del despilfarro (no se trata de trasladarlo sino de eliminarlo definitivamente) • Implicar a todos los empleados (a todos los niveles y en todos los puestos de la organización) • Mejora continua (Kaizen) Implicación de Todos • JIT busca crear una nueva cultura en la que se anima a todos los empleados a contribuir en la mejora continua a través de la generación de ideas para la mejora y de realizar diferentes funciones.
• Para conseguir este nivel de implicación, la organización dará formación al personal en una amplia variedad de áreas, incluyendo técnicas como el control estadístico de procesos y técnicas mas generales de resolución de problemas.
Mejora Continua • La mejora continua o Kaizen, su expresión en japonés, es una filosofía que cree que es posible conseguir los ideales del JIT mediante una sucesión de mejoras a través del tiempo.
• Principios para implementar la mejora continua: – Crear una conciencia de mejora. No aceptar que la actual manera de hacer las cosas es necesariamente la mejor.
– Volver y volver a probarlo. No buscar la perfección inmediata sino moverse hacia el objetivo mediante pequeñas mejoras, buscando errores mientras se avanza.
– PENSAR. Llegar a las causas reales del problema – preguntar ¿porqué? Cinco veces.
– Trabajar en equipos. Hacer servir las ideas de diferentes personas para confrontar nuevas formas de hacer.
– Reconocer que la mejora no tiene límites. Tener por costumbre el buscar siempre mejores maneras de hacer las cosas.
Los Siete Despilfarros • • • • • • • Sobreproducción Esperas Transportes Stocks Movimientos innecesarios Operaciones no optimizadas Productos defectuosos Una perspectiva más amplia sugiere que otros recursos como energía y agua también se despilfarran, así como también se habla de la infrautilización de las habilidades y capacidades del personal como el octavo despilfarro Los Siete Despilfarros en Servicios • Espera por parte de los clientes, esperando por el servicio, por la entrega, en colas, por una respuesta, no recibiendo el servicio como se prometió • Duplicación: Teniendo que volver a introducir datos, repitiendo informaciones y respondiendo a las mismas preguntas provenientes de diferentes departamentos en la misma organización • Movimientos innecesarios: Haciendo cola varias veces, pobre ergonomía en el entorno del servicio • Comunicación confusa y los desperdicios de buscar aclaraciones • Inventario incorrecto: Falta de stock, no poder conseguir exactamente lo que se requiere, sustituir productos o servicios • Pérdida de oportunidad de retener o ganar clientes, estableciendo una buena comunicación con los clientes, ignorándolos, tratándolos con antipatía y mala educación • Errores en la transacción del servicio, defectos del producto en el paquete producto/servicio, productos perdidos o dañados Técnicas para reducir el Desperdicio • • • • • • Sistemas de Producción Pull Reducción de la Variabilidad Adaptación del Lay-Out al JIT Incrementar la flexibilidad Reducción del tamaño de los Lotes Mantenimiento Preventivo Total (TPM) Sistemas de Producción Push y Pull • • • • • En un sistema de producción push (empujar), una programación “empuja” la orden de trabajo a través de las máquinas de un centro de trabajo, y una vez elaborada, se traslada al siguiente centro de trabajo (Figura 1).
En la Figura 1 los materiales (M1) y las ordenes de producción (O1) son ‘empujadas’ a la etapa de producción 1.
La etapa de producción 1 produce entonces material (semielaborado) para la etapa de producción 2 y el ciclo se repite a través de las diferentes etapas de producción.
En cada etapa de producción, se guarda un stock de reserva “buffer” (B1, B2 etc.) para asegurar que si falla cualquier fase de producción, entonces la fase de producción siguiente no se quedará sin material.
Cuanto más altos sean los stocks buffer en cada estación de la línea, más problemas pueden ocurrir sin que la producción de la línea se vea parada por falta de material.
Figura 1: Sistema de Producción Push Sistema de Producción Pull • En un sistema Pull (Figura 2) el proceso comienza con una orden de producto acabado (p.e. coche) en la última fase de la línea de producción (O1).
• Esto desencadena una orden para los componentes de este articulo (O2), la cual a su vez provoca una orden para los componentes de aquellos componentes (O3).
• El proceso se repite hasta la primera etapa de producción y el material fluye por el sistema con un enfoque de arrastre (“pull”).
• Utilizando el sistema pull, el sistema de producción produce output en cada etapa solo como respuesta a la demanda y elimina la necesidad de stocks de reserva (buffer).
Figura 2: Sistema de Producción Pull Reducción de la Variabilidad  Los sistemas JIT requieren que los directivos reduzcan la variabilidad causada tanto por factores internos como externos  La variabilidad es cualquier desviación del proceso óptimo  El stock esconde la variabilidad, pero no la elimina  De menos variabilidad resulta menos despilfarro Causas de la Variabilidad 1. Los empleados, las máquinas y los proveedores producen unidades que no cumplen los estándares, están retrasadas o no son las cantidades adecuadas 2. Los diseños de ingeniería o las especificaciones no son exactas 3. El personal de Producción trata de producir antes que los diseños o las especificaciones se hayan completado 4. No conocemos las necesidades de los clientes Reducción de la Variabilidad Nivel de Inventarios Rechazos Paros en el Proceso Tiempos Problemas de de Calidad Cambio Entregas retrasadas Los inventarios esconden los problemas Reducción de la Variabilidad Nivel de Inventarios Rechazos Paros en el Proceso Tiempos Problemas de de Calidad Cambio Entregas retrasadas La reducción gradual del inventario hace aparecer los problemas, permitiendo identificarlos y eliminarlos Adaptación del Lay-Out al JIT Reducir el despilfarro debido al movimiento Tácticas de Layout Crear células de trabajo por familias de productos Incluir un gran número de operaciones en un àrea pequeña Minimizar la distancia Diseñar poco espacio para stocks Mejorar la comunicación entre los empleados Utilizar dispositivos poka-yoke Crear equipos flexibles o movibles Formar a los empleados en otras técnicas para añadir flexibilidad Reducción de la distancia  Se sustituyen grandes lotes y largas líneas de producción de un único propósito por pequeñas células flexibles  A menudo éstas tienen forma de U para reducir los trayectos (distancias) y mejorar la comunicación  A menudo utilizan conceptos de tecnologías de grupo (Agrupar las piezas que tienen alguna semblanza, sea de forma, proceso, tamaño o función) Incrementar la flexibilidad  Las células se diseñan para poder ser reestructuradas si cambian los volúmenes o los diseños  El concepto se puede aplicar en entornos de oficina igual que en las instalaciones productivas  Facilita la mejora tanto del producto como del proceso Impacto en los empleados  Los empleados se forman en todas las tareas para mejorar la flexibilidad y la eficiencia  La mejora de las comunicaciones facilita la difusión de información importante sobre el proceso  Con poco o sin inventario buffer hacerlo bien al primer intento es crítico Inventarios El inventario se reduce al mínimo nivel necesario para mantener las operaciones funcionando Tácticas de Inventario para el JIT Hacer servir un sistema pull para mover los stocks Reducir el tamaño de los lotes Desarrollar sistemas de entregas just-in-time con los proveedores Entregar los productos directamente en el lugar de uso Ejecutar de acuerdo con la programación Reducir los tiempos de preparación Utilizar tecnologías de grupo (Group Technology) Reducir el tamaño de los lotes Inventario 200 – Q1 Si el lote medio es 200 el inventario medio serà 100 Q2 Si el lote medio es 100 el inventario medio serà 50 100 – Tiempo Reducir el tamaño de los lotes  La situación ideal es tener lotes unitarios arrastrados de un proceso hacia el siguiente  A menudo no es posible  Se puede emplear el análisis del lote óptimo para calcular el coste (y en consecuencia el tiempo) de preparación deseado  Dos cambios claves  Mejorar la manutención del material  Reducir el tiempo de preparación Ejemplo de tamaño de lote D = Demanda anual = 400.000 unidades d = Demanda diaria = 400.000/250 = 1.600 por día p = Ritmo de producción diario = 4.000 unidades Q = Lote óptimo deseado = 400 Stock Máximo = Q x (1- d/p) (stocks con producción) H = Coste de posesión = 20 € por unidad y año S = Coste de preparación (a determinar) Q= S= 2DS H(1 - d/p) Q2 = 2DS H(1 - d/p) (Q2)(H)(1 - d/p) (3.200.000)(0,6) = 2D 800.000 = 2,40 € Reducción de costes de preparación Coste de posesión Coste Suma de costes de posesión y preparación T1 Curvas de costes de preparación (S1, S2) T2 S2 S1 Tamaño del Lote Reducción de costes de preparación  Costos de preparación altos suponen grandes lotes  Reducir los costes de preparación reduce el tamaño del lote y en consecuencia el stock medio  Los costes de preparación pueden reducirse mediante la preparación antes del paro y el cambio Reducción del tiempo de preparación Tiempo de preparación inicial Paso 1 90 min — Separar la preparación entre preparación prèvia y preparación real, realizandot el màximo de actividades posible con la màquina/procéso en marcha (ahorro de 30 minutos) Mover los materiales más cerca y mejorar su manutención (ahorro de 20 minutos) Paso 2 Estandarizar y mejorar las herramientas (ahorro de 15 minutos) Paso 3 Paso 4 Paso 5 Usar sistemas de ajuste de un solo toque para eliminar ajustes (ahorro de 10 minutos) Formar a los operarios y estandarizar los procedimientos de trabajo (ahorro 2 minutos) Repetir el ciclo hasta llegar a un tiempo de preparación inferior al minuto 60 min — 45 min — 25 min — 15 min — 13 min — — Mantenimiento Preventivo Total (TPM) • Tiene por objetivo el anticiparse a las averías de los equipos mediante un programa de mantenimiento rutinario que no solo ayudará a reducirlas, sino también a reducir los tiempos de paro y alargar la vida de los equipos • TPM comprende las siguientes actividades: – Actividades de mantenimiento habituales como engrases, pintura, limpieza e inspección. Estas actividades son realizadas normalmente por el operario al objeto de prevenir el deterioro del equipo – Inspecciones periódicas para valorar la condición del equipo al objeto de evitar averías. Estas inspecciones habitualmente son realizadas en intervalos regulares de tiempo por el operario de la máquina o por personal de mantenimiento – Reparaciones preventivas, debidas al deterioro del equipo, pero antes de que ocurra una avería. Normalmente las realiza el personal de mantenimiento aunque idealmente las deberían hacer los operarios Control Visual • El control visual se utiliza para facilitar el trabajo de mejora continua • La visibilidad se consigue a través de lo que se denominan las cinco Ss (seiri, seiton, seiso, seiketsu, shitsuke), que podríamos traducir aproximadamente por organización, orden, limpieza, mantenimiento y disciplina • Para conseguir estos factores, las medidas de visibilidad incluyen señales andon (luces de colores), sistemas de control como el kanban y gráficos de rendimiento tales com los gráficos de Control Estadístico de Procesos (Statistical Process Control - SPC) Programación  Los programas se han de comunicar dentro y fuera de la organización  Alisar los programas  Procesar lotes pequeños y frecuentes  Congelar los programas ayuda a la estabilidad  Kanban  Señales que se utilizan en un sistema pull Programar en lotes pequeños Enfoque JIT A A B B B C A A B B B C B C C C Enfoque de grandes lotes A A A A A A B B B B B Tiempo B B B Sistema de Producción Kanban • Una posibilidad para implementar un sistema pull es mediante un sistema de producción kanban (palabra japonesa que significa “tarjeta” o “señal”) • Cada kanban suministra información sobre la identificación del material/componente, de la cantidad de material/componente que se transporta en un contenedor y de las estaciones de trabajo precedente y siguiente entre las que se mueve el contenedor • Por si mismos, los Kanbans no suministran el programa de producción, pero sin ellos la producción no se puede realizar ya que ellos autorizan la producción y el movimiento de material a través del sistema pull.
• Los Kanbans no necesitan ser una tarjeta, pero ha de ser algo que pueda ser utilizado como una señal para producción, tal como una área cuadrada pintada o marcada Kanban 1.
El usuario coge un contenedor de tamaño estándar. Si alcanza la señal la deja en el árbol de señales 2.
Producción ve la señal en el árbol de señales como una autorización para rellenar la ubicación Señal en los contenedores Ubicación marcada con el código del articulo Más Kanban  Cuando el productor y el usuario no tienen contacto visual, se puede hacer servir una tarjeta  Cuando el productor y el usuario tienen contacto visual, se puede utilizar una luz o bandera o simplemente un espacio vacío en el suelo  Como que se pueden necesitar diferentes componentes, se pueden hacer servir diferentes técnicas Kanban Más Kanban  Habitualmente cada tarjeta controla una cantidad específica de piezas  Se pueden utilizar diferentes sistemas de tarjetas cuando hay diversas piezas o diferentes tamaños de lote  Las tarjetas Kanban proporcionan un control y una limitación directa de la cantidad de inventario en curso entre células Más Kanban  En un sistema MRP, el programa se puede interpretar como una autorización de producción y el kanban como un sistema pull que inicia la producción real  Si hay una área de almacenamiento próxima, se puede utilizar un sistema con dos tarjetas, una circulando entre el usuario y el almacén y la otra entre el almacén y el productor Señales Kanban Productos acabados Kanban Pedido cliente Célula trabajo Envío Proveedor Materias Primeras Kanban Montaje final Kanban Kanban Proveedor Piezas Compradas Kanban Sub montaje Kanban El número de tarjetas o contenedores  Necesitamos saber el lead time para producir un contenedor de piezas  Necesitamos saber el stock de seguridad necesario Número de kanbans = Demanda durante Stock lead time + seguridad Tamaño del contenedor Ejemplo número de Kanbans Demanda diaria = 500 pasteles Lead Time Producción = 2 días (Tiempo espera + Tiempo manutención materiales + Tiempo proceso) Stock de seguridad = 1/2 día Tamaño contenedor = 250 pasteles Demanda durante lead time = 2 días x 500 pasteles = 1.000 Número de kanbans = 1.000 + 250 250 =5 Ventajas del Kanban  Solo permite una cantidad limitada de producto faltante o retrasado  Los problemas son evidentes inmediatamente  Pone presión a las siguientes etapas en los aspectos perniciosos de los stocks  Los contenedores estandarizados reducen el peso, los costes de disposición, el espacio desaprovechado y el trabajo Calidad  Hay una relación muy estrecha con JIT  El JIT recorta los costes de obtener buena calidad porque pone de relieve la mala calidad  Al reducir los lead times, los problemas de calidad se detectan antes  Mejor calidad supone menos buffers y permite emplear sistemas JIT más simples Tácticas JIT para la Calidad Usar el control estadístico de procesos Capacitar a los empleados Diseñar métodos a prueba de error (pokayoke, listas de comprobación, etc.) Identificar la mala calidad con pequeños lotes Justo a Tiempo Proporcionar feedback inmediato Capacitación de los Empleados  Los empleados formados aportan su conocimiento y compromiso en las operaciones diarias  Algunas tareas tradicionalmente de gestión se pueden asignar a los empleados capacitados  La formación multifuncional y la reducción de las clasificaciones pueden enriquecer los puestos de trabajo  Las empresas se benefician del compromiso de los empleados capacitados Proveedores  Existe una asociación JIT cuando un comprador y un proveedor trabajan juntos para eliminar el despilfarro y reducir los costes  Los cuatro objetivos de una asociación JIT son:  Eliminación de actividades innecesarias  Eliminación de inventario en las plantas  Eliminación de inventario en transito  Eliminación de proveedores mediocres Asociaciones JIT Proveedores Pocos proveedores Proveedores cercanos Repetir negocios con los mismos proveedores Ayudar a los proveedores a alcanzar y mantenerse competitivos en precio Limitar las ofertas competitivas principalmente en las nuevas compras Resistirse a los impulsos de integración vertical y a la subsiguiente reducción del negocio del proveedor Animar a los proveedores a extender el JIT en las compras a sus proveedores Asociaciones JIT Cantidades Compartir las previsiones de ventas Entregas frecuentes de lotes de pequeñas cantidades Contratos a largo plazo Papeleo mínimo en el lanzamiento de los pedidos (EDI o Internet) Mínima o ninguna variación permisible de cantidades y plazos (caducidades) Empaquetado por el proveedor en cantidades exactas Reducción del tamaño de los lotes de producción del proveedor Asociaciones JIT Calidad Imposición de especificaciones de producto mínimas a los proveedores Ayudar a los proveedores a lograr los requerimientos de calidad Intensas relaciones entre los equipos de aseguramiento de la calidad de comprador y proveedor Los proveedores emplean poka-yoke y gráficos de control de proceso Asociaciones JIT Envíos Programar la llegada de cargas Ganar control utilizando medios de transporte y almacenamiento propiedad de la empresa o subcontratados por ella Uso de Notificaciones Avanzadas de Enviot (ASN – Advanced Shipping Notifications) ...