Planificación a muy corto plazo: la secuenciación

El objeto de esta fase de la planificación a muy corto plazo, es establecer las secuencias de paso de los pedidos por los Centros de Trabajo para cumplir las fechas de entrega con el menor volumen de inventarios y recursos posible. La forma de desarrollarla dependerá del tipo de configuración de que se trate, por lo que existen diferentes opciones.

Fabricación en línea de grandes lotes.

Se trata de la obtención de grandes lotes de pocos ítems homogéneos, los cuales tienen una misma secuencia de paso en los equipos de un cierto CT, pudiendo encontrarnos con dos situaciones diferentes. En la primera, las unidades van pasando una a una por cada máquina, sin necesidad de esperar a que cada operación se ejecute sobre el lote completo; una vez la elaboración del lote ha sido concluida, se procederá a la preparación del Centro de Trabajo para la fabricación de un pedido de otro ítem diferente. En estas circunstancias no es necesario determinar el orden de paso por las diferentes máquinas; basta considerar al conjunto de equipos reunidos en el CT, y determinar el orden de entrada en el mismo. Se trata pues, de la secuenciación en una sola máquina o instalación.

En la segunda, el paso por cada máquina del CT se realiza de forma que hasta que se ejecuta la operación (o conjunto de ellas) sobre todas las unidades del lote, no pasa éste a la siguiente. Por tanto, bastará determinar el orden de entrada de los pedidos en la primera máquina, pero las consecuencias de la secuenciación serán diferentes a las del caso anterior, por lo que los equipos deberán ser considerados de forma separada. Se tratará, pues, de secuenciación en varias máquinas.

Sencuenciación en una sola máquina o instalación.

• Considerando tiempos de preparación.

En este caso, el establecimiento de las prioridades de procesamiento de N pedidos en una cierta instalación se realizará haciendo mínimo el tiempo de preparación total empleado por los mismos y, por tanto, el tiempo total de procesamiento. Este problema puede ser representado por una matriz cuadrada NxN, en la que cada elemento Cij representaría, para una instalación concreta, el tiempo o el coste de preparación de la instalación, necesario para procesar el pedido del ítem j tras haber procesado el del ítem i.

En cuanto a las técnicas a emplear, puede usarse el Algoritmo Húngaro o de Asignación, colocando un coste M tendente a infinito en la diagonal con objeto de hacer imposible la asignación correspondiente; no obstante, la secuencia resultante de la asignación podría dejar sin establecer la ordenación entre algunos ítems o pedidos. Otro algoritmo, muy conocido por su sencillez, es el de Kauffmann. 

• Sin considerar tiempos de preparación.

Cuando lo fundamental es el cumplimiento de las fechas de entrega planificadas para los pedidos y/o cuando la variación de los tiempos de preparación en los CT, en función del ítem previamente procesado, es pequeña en comparación con el tiempo total de procesamiento; la resolución del problema debe poner su énfasis en la terminación a tiempo de los pedidos. El método más utilizado en la práctica es el de las Reglas de Prioridad, técnica heurística consistente en el establecimiento de una regla basada en un ratio, que es un indicador numérico del objetivo fundamental a lograr en la secuenciación. Se puede emplear siempre que el objetivo a lograr sea único o si, existiendo varios, uno de ellos es prioritario y no existe otro método para contemplarlos simultáneamente. En base al ratio elegido se selecciona el primer trabajo a realizar en el CT; una vez se aproxime su finalización, se determina el próximo a realizar, y así sucesivamente.

Dado que el problema que tratamos en este punto se refiere, en la mayoría de los casos, a firmas que trabajan para inventario, vamos a centrarnos aquí en las Reglas de Prioridad más empleadas por empresas que siguen un enfoque clásico a la hora de dimensionar los lotes en el Programa Maestro de Producción. Se tratará, pues, de lograr el mayor nivel de servicio o, lo que es igual, evitar en los posible las rupturas, para lo cual se ejecutará antes el lote correspondiente al ítem cuyo stock esté más cerca del agotamiento.

Las reglas más empleadas son el ROT (Run Out Time) o Tiempo de Agotamiento, medido como cociente entre el inventario restante de un ítem y la demanda medida por periodo, y el Ratio Crítico, o cociente entre el tiempo que resta para que se agote el inventario de un ítem y el trabajo restante para acabar el pedido correspondiente. La primera indica el número de unidades de tiempo que faltan para que el stock disponible del ítem se agote (supuesto siempre que su consumo se ajustará a la demanda medida por período). Lógicamente, para evitar la ruptura del stock, se emitirá antes el pedido que tenga menor ROT. Cuando los tiempos necesarios para la obtención de los lotes a secuenciar varían mucho, el ROT plantea un claro problema, pues no considera el tiempo que falta para acabar el pedido del ítem en cuestión. Este aspecto es tenido en cuenta por el Ratio Crítico; dada su formulación, un valor del mismo inferior a uno indica que el stock va a agotarse antes de que pueda obtenerse el lote en cuestión, por lo que sería necesario acudir a medidas de ajuste que eviten la ruptura. Valores superiores a uno implicarían que hay tiempo suficiente. En cualquier caso, se elegiría el de menor valor.

Secuenciación en varias máquinas.

En este caso, el orden de procesamiento, además de conllevar las mismas implicaciones que en el caso anterior, también puede influir en el tiempo total necesario para el procesamiento de todos los pedidos. Ello es debido a que los tiempos muertos que se generan en las máquinas como consecuencia de estar esperando los sucesivos pedidos dependen de la secuenciación elegida.

El efecto que hemos observado incide en el aprovechamiento de los recursos (pues el tiempo ocioso depende de la secuenciación), en las fechas de conclusión de los pedidos y en los volúmenes de producción en curso (relacionados con el tiempo total de procesamiento). De acuerdo con ello, se trataría de establecer la secuencia que, cumpliendo las fechas de entrega de los pedidos, implique el menor tiempo total en la obtención de los mismos, existiendo para ello diversas reglas y técnicas.

• La regla de Jonhson para N pedidos y dos máquinas (M1 y M2)

De entre las técnicas existentes para resolver este problema, la más extendida es la regla de Jonhson, sin duda por su sencillez y claridad. Partiendo del tiempo de ejecución de cada pedido en cada máquina, este método heurístico pretende hacer mínimo el tiempo necesario para concluir todos ellos y, por tanto, el tiempo ocioso de las máquinas.

• La regla de Jonhson para N pedidos y tres máquinas

El mismo Jonhson desarrolló la ampliación de su algoritmo para el caso de 3 máquinas, a las que denominaremos M1, M2 y M3, indicando el subíndice el orden de paso. El algoritmo se basa en la creación de dos máquinas ficticias, M4 y M5, en las que los tiempos de los trabajos serían los siguientes:

• En M4, el tiempo de ejecución para el trabajo i sería igual a la suma de sus tiempos en M1 y M2.
• En la máquina M5, el tiempo de ejecución para el trabajo i sería igual a la suma de sus tiempos en M2 y M3.

Determinados dichos tiempos, se aplica para las dos máquinas ficticias el mismo proceso que se detalló para el caso anterior, teniendo en cuenta que los trabajos pasan primero por M4 y luego por M5. Para que la regla sea válida es necesario que los tiempos menores de los pedidos en la primera y última máquina de la ruta sea inferiores al máximo tiempo en la máquina intermedia.

• N pedidos y M máquinas

Aunque el algoritmo descrito produce buenos resultados, es obvio que su aplicación es muy limitada. Por ello Campbell desarrolló un algoritmo para extenderlo a cualquier número de máquinas, aunque es bastante más complejo de llevar a la práctica, pues al aumentar el número de máquinas y pedidos, el tiempo necesario para resolver el problema crece notablemente.
Básicamente, este algoritmo consiste en crear dos máquinas ficticias, Ma y Mb, cuyos tiempos de proceso se obtendrán mediante la suma de los tiempo correspondientes a varias máquinas reales consecutivas, dependiendo de la iteración realizada /en la primera de ellas, Ma acumulará sólo el tiempo de la primera máquina real, en la segunda iteración el de las dos primeras, e la tercera el de las tres primeras, etc.). Se generan, de esta forma, m-1 alternativas (siendo m el número de máquinas reales). de entre ellas, se elegirá, aplicando el método de Johnson, aquella con menor tiempo total de ejecución.

• Otras técnicas

Existen muchos otros modelos para resolver este tipo de problema, tanto optimizadores como heurísticos o de simulación. Sin embargo, lo cierto es que, como en los que acabamos de exponer, su aplicación práctica (muchas veces imposible, debido a lo restrictivo de sus hipótesis de partida) se se vuelve muy compleja cuando aumenta el número de máquinas y pedidos. En otras ocasiones no permiten llegar a un óptimo y, si lo hacen, éste no contempla todos los objetivos del problema. en realidad, no existe ninguna técnica que permita obtener el óptimo del problema de secuenciación para cualquier caso posible. Por todo ello, las empresas se han desplazado hacia el uso de métodos que, si bien no permiten llegar a una solución óptima, sí proporcionan soluciones satisfactorias de cada a su objetivo prioritario.

Fabricación en Job-Shop

Se trata de empresas que suelen fabricar bajo pedido. Se trata de la fabricación de lotes normalmente pequeños, de ítems muy dispares, los cuales tienen diferente secuencia de paso por las máquinas o CT; éstos son utilizados en el desarrollo de una o varias operaciones de las rutas de algunos de los ítems. Además, para cada uno de ellos, la obtención de un lote puede diferir notablemente en términos de materiales necesarios, tiempo de procesamiento en cada CT, necesidades de preparación, etc. El que la secuencia de paso de los N pedidos a procesar por las M máquinas sea diferente implica que no es suficiente establecer el orden de entrada en la primera (como en el caso anterior), sino que hay que determinar la secuencia en todas y cada una de ellas. Esto, además, ha de hacerse considerando las distintas rutas, de forma que un pedido no puede entrar en un CT hasta que se hayan realizado las operaciones precedentes de su ruta.

La ordenación va a incidir aún más que antes en los tiempos ociosos de los CT y, por tanto, en el aprovechamiento de los recursos, en los volúmenes de producción en proceso y en las fechas de entrega. Habrá que determinar, pues, la ordenación o secuencia de paso de los N lotes en cada una de las M máquinas que, respetando las rutas de los pedidos y la capacidad disponible, cumpla las fechas de entrega de éstos, empleando el menor tiempo total en la obtención de todos los lotes a procesar (o lo que es igual, reduciendo al mínimos los tiempos ociosos en las M máquinas). Se trata,, sin duda, del caso más complejo de secuenciación; por ello, aunque haya habido algunos intentos de conseguir una técnica optimizadora con validez general por parte de diversos autores, puede decirse que no existe ninguna. Las técnicas de simulación, incluso informatizadas, son también de difícil aplicación debido al altísimo número de posibles soluciones del problema. Ello hace que la práctica haya derivado hacia la utilización de técnicas heurísticas o de prueba y error. En ambos casos se obtienen soluciones aceptables, que pueden estar más o menos cerca del óptimo. Hay que decir que ninguna suele contemplar simultáneamente las multiplicidad de objetivos del problema, basándose en aquel que es prioritario para la empresa (cumplimiento de fechas de entrega o minimización del tiempo de obtención de los lotes), intentando llegar a una solución aceptable para el mismo. Normalmente, y sobre todo para valores altos de N y M, la solución obtenida por las técnicas heurísticas será más cercana al óptima que la obtenida por métodos de prueba y error.

Procedimientos de prueba y error: El gráfico de Gantt.

Fue desarrollado por Henry L. Gantt en los años diez y, aunque ha sido posteriormente adaptado en la simbología empleada, mantiene intactas su esencia y características. Permite representar el desarrollo de las diferentes operaciones a realizar de cada lote en cada CT en función del tiempo, pudiéndose apreciar, además, para una solución propuesta, la coordinación de las secuencias, las colas de espera y una solución propuesta y los tiempos ociosos. A partir de éstas se pueden proponer soluciones alternativas encaminadas a acercarse más al objetivo deseado. No es, pues, una técnica de secuenciación propiamente dicha, pero es sumamente útil para representar la secuencia de actividades en múltiples máquinas, permitiendo apreciar sus efectos.

En este gráfico, las distintas operaciones se representan por líneas horizontales, de longitud proporcional a su duración. Generalmente, se consideran tres tiempos relacionados con las actividades: el tiempo de preparación de las mismas, tp, el tiempo de ejecución propiamente dicho, te, y el tiempo de tránsito tt, entre una operación y la siguiente. La longitud de te se calcula multiplicando el número de ítems del lote por el tiempo unitario de ejecución, teu.

A pesar de la sencillez de la técnica, es evidente que, a medida que aumenta el número de pedidos, de operaciones y de Centros de Trabajo, su utilización se vuelve complicada, y mucho más si se pretende llegar a una solución que se acerque al óptimo del problema.

Reglas de prioridad.

Se trata del mismo procedimiento ya descrito con anterioridad, el cual permite seleccionar el próximo trabajo a realizar en un CT cuando éste está próximo a quedarse libre, aunque aquí existe una mayor variedad de reglas. La secuencia de paso se determina para cada máquina por separado, y sólo se consideran los pedidos que están esperando a ser procesados en ella. La elección de una determinada regla dependerá del caso concreto, siendo seleccionada en base al objetivo prioritario marcado y a los resultados que, de cara al mismo, presenten cada una de ellas. Las más utilizadas son:

• Operación más corta (OMC): se elige como próximo trabajo a realizar en un CT, aquel cuya operación en dicho Centro tarde menos en realizarse. De esta forma se hace máximo el número de trabajos procesados por período en el CT y, por tanto, se ayuda a minimizar los tiempos ociosos. Sin embargo, se ignora la información relativa a las fechas de entrega planificadas.
• Operación más larga (OML): el próximo trabajo a realizar en un CT será aquel cuya operación en dicho centro tarde más en finalizarse. La idea que la preside es que, normalmente, los trabajos más largos son los más grandes y más importantes y, por tanto, deben ser los primeros en realizarse. Se supone, además, que éstos serán los trabajos con menor holgura (aunque no siempre ha de ser así, puesto esto dependerá también de la fecha de entrega).
• Trabajo más corto (TMC): El sentido es similar al de la regla OMC, con la diferencia de que aquí se selecciona el trabajo al que le reste el menor tiempo de proceso (preparación y ejecución) considerando el conjunto de sus operaciones. Con ello se pretende terminar el mayor número posible de trabajos por unidad de tiempo, lo que supone que ayudará a emplear el menor tiempo total de procesamiento de los pedidos en todas las máquinas.
• Trabajo más largo (TML): es similar a la OML, pero tomando ahora aquel trabajo que tenga mayor tiempo de proceso restante.
• Menor tiempo restante (MRT): con esta regla se ejecutará primero aquel pedido al que le quede menor tiempo hasta su fecha de entrega planificada. Con ello se pretende ejecutar primero el pedido más urgente, intentando así cumplir las fechas de entrega. No obstante, no considera un aspecto fundamental el tiempo que queda para entregar el trabajo (que es función del tiempo de proceso que le falte para ser terminado).
• Menor ratio crítico (MRC): ya definido como tiempo restante/trabajo restante (ahora el denominador sería el Tiempo de Proceso restante). Esta regla intenta corregir el defecto señalado para la anterior, proporcionando una visión comparada del tiempo y la carga que restan para entregar y concluir un trabajo. Su idea básica es la misma.
• Menor fecha de entrega (MFE). Se realiza en primer lugar aquel pedido cuya fecha de entrega está más próxima, cualquiera que sea el tiempo de proceso que le reste. Es una aplicación simple del objetivo de cumplir las fechas de entrega, que deja fuera las consideraciones sobre el logro del menor tiempo total de procesamiento de los pedidos.
• Menor tiempo de holgura (MTH). Se trata de realizar primero aquel trabajo con menor tiempo de holgura, siendo ésta la diferencia entre el tiempo que falta hasta la fecha de entrega y el tiempo de proceso restante. Al igual que el MRC, pretende dar una idea del tiempo que resta para cumplir con la fecha de entrega planificada en comparación con el tiempo de proceso que falta para acabarlo.
• Menor tiempo de holgura por operación restante (MTHOR). Es una variación del anterior, en el que la holgura se relaciona además con el número de operaciones que le restan al pedido para ser terminado. En este caso, a la idea de seleccionar antes el trabajo de menor holgura se le añade la consideración del número de operaciones restantes, considerándose que es más difícil contemplar aquel con mayor número de éstas, al tener que ser programado a través de más Centros de Trabajo.

Aunque las reglas de prioridad no proporcionan soluciones óptimas al problema de la secuenciación, sí pueden facilitar soluciones aceptables desde el puntos de vista del objetivo elegido. Además, tienen la ventaja de ser sumamente operativas, sobre todo cuando los pedidos son muchos y de corta duración. de otro lado, si bien es cierto que las reglas consideran cada CT por separado; la coordinación entre la secuencia de las diferentes máquinas o CT se derivará de la Lista de Expedición, documento que recogerá el Programa de Operaciones derivado de la secuenciación realizada.

Planificación a muy corto plazo: la asignación de carga a talleres

Como veíamos en el post de introducción a la Programación de Operaciones, para obtener el Programa de Operaciones, en el caso más complejo, debemos realizar: Carga de Talleres, Secuenciación y Programación Detallada.

Normalmente, si una operación puede ser realizada en distintas máquinas o diferentes CT, el tiempo necesario para ejecutarla variará con el CT que la lleve a cabo. Por ello, la asignación de pedidos suele hacerse de forma que el tiempo total empleado sea el menor posible; los tiempos de carga totales de cada pedido en cada CT serían el elemento de referencia a considerar, teniendo como objetivo minimizar su suma. Esto se hace suponiendo que ello traerá consigo el menor coste, lo cual implica asumir que el coste por hora estándar de cada CT es exactamente el mismo. También implica considerar que el porcentaje de defectuosas, los desperdicios, etc., no varían con el CT. Es evidente que esto no tiene por qué ser cierto, por lo que, si los costes de una operación varían con el Centro de Trabajo, el elemento que serviría de referencia sería el coste total de cada pedido en cada uno de ellos, siendo su suma la que habría que minimizar. Todo ello ha de realizarse, además, bajo la consideración de la existencia de una cierta capacidad disponible en el CT, aunque no se tendrá en cuenta el orden de procesamiento de los pedidos en los distintos equipos. Las técnicas empleadas para realizar esta actividad son diversas; seguidamente pasamos a analizar algunas de ellas.

Aproximaciones de prueba y error: Gráficos de Carga.

En esta caso se trata de ir probando soluciones posibles, viendo los tiempos o costes que generan y la capacidad que requieren, e intentando llegar a una solución factible con el menor coste o tiempo. Para ello se podría actuar de una forma similar a la siguiente: en función del objetivo perseguido (menor tiempo o menor coste), se comenzaría asignando cada uno de los trabajos al centro que menor tiempo o coste requiera para su elaboración. Esta sería, sin duda, la solución óptima, pero sería necesario comprobar si es o no factible. Para ello, se calcularía la carga generada en cada centro para elaborar los trabajos asignados y, seguidamente, se compararía con la capacidad disponible de éstos para el período considerado, determinando las sobrecargas y subcargas generadas. A continuación se plantearía reasignaciones de los trabajos desde los CT sobrecargados a otros con capacidad ociosa, intentando mover siempre aquel que menor incremento de tiempo o coste genere. Lógicamente, el CT receptor debe tener una subcarga suficiente para que se le asigne el trabajo. Normalmente, la realización de la propuesta inicial, así como la de las sucesivas mejoras, se suele apoyar en la utilización de un gráfico de carga, en el cual se coloca en abscisas el tiempo, y en ordenadas los diferentes Centros de Trabajo

Aun con el apoyo que representa el Gráfico de Carga, es obvio que si el número de CT, operaciones y pedidos aumenta sólo un poco, esté procedimiento se vuelve muy complejo, máxime si los pedidos pueden partirse y asignarse a varios centros. Además, nunca sabremos cuán lejos estamos de la solución óptima. No obstante, la claridad y sencillez de este tipo de gráficos hace que sean ampliamente utilizados, dado que reflejan claramente la carga resultante de la asignación o secuenciación realizada.

Métodos optimizadores.

Cuando el caso lo permite, la utilización de los modelos basados en programación matemática puede proporcionar una solución teóricamente óptima al problema. El más empleado por los diferentes autores es el Algoritmo de Asignación de Kuhn, que parte de una matriz formada, en nuestro caso, por los costes de realizar cada pedido en cada instalación.

Este método presenta algunos inconvenientes que lo hacen excesivamente rígido. Entre ellos cabría destacar, por una parte, que, de los distintos trabajos, sólo uno puede ser asignado a cada CT o instalación. Dado que aquéllos tendrán distinta duración, esto implicará desperdiciar las instalaciones más eficientes si a éstas se asigna un trabajo corto. Además, si hay más trabajos a realizar que Centro, los que excedan del número de éstos se asignarán a alguno de los CT ficticios que se creen, aunque en los reales haya capacidad ociosa. Por otra parte, no se contempla la posibilidad de que los trabajos se puedan subdividir, puesto que la asignación es biunívoca. Una opción para eliminar estos inconvenientes es la utilización del método del transporte o la de modelos particularizados de programación lineal.

Soluciones heurísticas: El método de los índices.

De entre los métodos heurísticos para afrontar el problema de la Carga de Talleres, es sin duda el de los índices el más extendido. Este método es una formalización de los criterios que antes empleamos con el Gráfico de Carga. Se comienza estableciendo una solución óptima inicial sin considerar las disponibilidades de capacidad; posteriormente se van eliminando las sobrecargas mediante la consideración de un tiempo o coste de oportunidad (incremento de tiempo o de coste), derivado de mover un trabajo desde el centro con sobrecarga, donde está actualmente asignado, hacia otro en que exista capacidad ociosa. Se habrá llegado a la solución cuando ya no queden centros sobrecargados. La expresión de dicho tiempo o coste de oportunidad va a ser el incide de Tiempo (Ii) y el Indice de Coste (Ic), los cuales se determinan para cada pedido en cada uno de los CT. Aunque la forma de determinar estos índices puede variar, ello no afecta excesivamente al método. Al ser heurístico, este procedimiento no garantiza la consecución de una solución óptima, pero sí satisfactoria y, en muchos casos, cercana al óptimo. De hecho, existen estudios ya clásicos que ponen de manifiesto los buenos resultados que ha proporcionado en la práctica.

Planificación a muy corto plazo: la Programación de Operaciones

El conjunto de pedidos en curso de fabricación y los pedidos planificados, cuyas fechas de emisión estén incluidas en el Horizonte de Planificación (HP) considerado, serán objeto de la Programación de Operaciones. Esta función tiene por objeto determinar qué operaciones se van a realizar sobre los distintos pedidos, durante cada momento del HP, en cada Centro de Trabajo, de forma que, con la capacidad disponible en cada uno de ellos, se cumplan las fechas de entrega planificadas, empleando el menor volumen de recursos e inventarios posible. Es cuanto el Horizonte de Planificación, éste dependerá de las características del proceso productivo y su entorno, pudiendo variar entre unas horas y varias semanas. Las implicaciones que el desarrollo de esta función conlleva van a variar notablemente en función del tipo de configuración productiva del caso considerado.

Por lo que respecta a las empresas que trabajan en configuración continua, la programación cobra su forma más elemental. En estas firmas suele fabricarse para inventario, empleando siempre las mismas instalaciones para obtener el mismo producto, con una disposición de las máquinas en cadena. La operación que realiza cada máquina es siempre la misma y no ha de ser determinada. El aprovechamiento adecuado de la instalación, y de los restantes recursos, vendrá dado por la calidad del diseño del proceso que en sus día se efectuó (diseño de las operaciones, adecuada tecnología, equilibrado de la cadena, etc.). Si éste es adecuado, el inventario de producción en proceso ya es el mínimo posible. Las únicas actividades de programación a desarrollar aquí serán las encaminadas a ajustar el ritmo de producción (caso de que éste pudiera variarse) y/o, en caso de que la actividad se interrumpa al final de la jornada, el número de horas de funcionamiento de la cadena; ambas marcarían el volumen de salida de producto para alcanzar las cantidades fijadas en el Programa Maestro o en el Plan Agregado.

Una situación muy diferente se plantea en las empresas que adoptan una configuración por lotes, en la que un Centro de Trabajo es empleado para obtener diferentes pedidos de distintos artículos. Ello implica que, tras obtener un cierto lote, se parará el CT y se preparará para la producción del siguiente. No obstante, podemos encontrarnos con dos situaciones en función de las características de los procesos, las cuales comentaremos a continuación.

En primer lugar, está el caso de las empresas que usan distribuciones en línea para fabricar pocos productos en lotes homogéneos de gran tamaño, trabajando, en general, para inventarios. Para el desarrollo de las sucesivas operaciones, los diferentes elementos fabricados en un CT tienen la misma secuencia de paso por las máquinas que lo integran, aunque podría saltar alguna que no fuera necesaria. En este caso, y dado que el tamaño de los lotes a obtener y su fecha de entrega vienen dados por el Plan de Materiales o el Programa Maestro, la actividad a desarrollar en cada momento por los equipos del CT viene dada por el orden de entrada de los pedidos en la primera máquina. Este vendrá marcado por unas prioridades determinadas, las cuales indicarán la secuencia de paso de los lotes de los distintos pedidos; de ésta dependerá el número de pedidos completados a tiempo, los costes de preparación, el valor de los tiempos de suministro, el volumen de inventarios, etc.

En segundo lugar, tenemos el caso de las empresas que, fabricando bajo pedido, usan distribuciones por funciones para obtener lotes de pequeño tamaño de una gran variedad de productos y componentes, de forma que las máquinas se agrupan en los CT en base a la función que desarrollan. Los lotes de los distintos artículos van de un centro a otro para sufrir las diferentes operaciones, pudiendo ser distintas las secuencias de paso de cada uno de ellos por los CT. Además, la obtención de cada lote puede diferir notablemente en términos de materiales necesarios, tiempo de procesamiento en cada CT, necesidades de preparación, etc. A este tipo de configuración se le suele denominar Job-Shop. Si la ruta de obtención de los distintos items es fija, el problema se centrará, como en el caso anterior, en la determinación de la secuencia de paso de los pedidos, aunque ahora habrá que determinarla para cada equipo, complicándose notablemente el problema. Si, por el contrario, algunos ítems tienen rutas alternativas, de forma que una operación puede realizarse en varios equipos diferentes, será necesario proceder a una asignación concreta antes de establecer la secuencia de paso.

En el caso más complejo nos encontramos pues, con tres actividades a realizar para obtener el Programa de Operaciones:

• Carga de Talleres, Asignación, Carga de Máquinas o, simplemente, Carga: asignación de los pedidos a los Centros de Trabajo, indicando qué operaciones se realizarán en cada uno de ellos.
• Secuenciación: establecimiento de la prioridad de paso de los pedidos en los diferentes CT para cumplir las fechas de entrega planificadas con la menor cantidad de inventarios y recursos. Ello será siempre el objeto de esta fase en cualquier tipo de configuración, cambiando sólo la forma de establecer las prioridades.
• Programación Detallada: determinación de los momentos de comienzo y fin de las actividades de cada CT, así como de las operaciones de cada pedido para la secuenciación realizada.

El Control de la Producción a muy corto plazo

Ya hemos visto en posts anteriores varios niveles del proceso de Planificación y Control de la Producción. Partiendo de los Objetivos y Planes Estratégicos a Largo Plazo habíamos llegado a la obtención del Plan de Materiales, ya a corto plazo, pasando por la elaboración del Plan Agregado de Producción y del Plan Maestro de Producción y de sus respectivos Planes de Capacidad. Ahora nos resta, el desarrollo de las actividades de Ejecución y Control, ya en el último nivel del proceso.

Aunque el Plan de Materiales establece los lotes a obtener de cada ítem componente y producto final en cada momento del horizonte temporal seleccionado, ejecutarlo en las instalaciones productivas no es tarea simple. La concreción de ese plan no es suficiente para que cada responsable o trabajador de un Centro de Trabajo (CT), conozca las actividades concretas que ha de desarrollar en cada momento para cumplir el mismo, de forma que, además, se logren los objetivos establecidos en los sucesivos niveles. Por un lado, los pedidos contenidos en el Plan de Materiales no son independientes, existiendo entre ellos una relación de prioridad que es imprescindible respetar. De otro lado, las rutas de los ítems pueden pasar por diferentes CT, con el agravante de que diferentes períodos de distintos ítems pueden requerir en su ruta operaciones que han de realizarse en las mismas instalaciones. Incluso puede ser que una operación determinada de un ítem concreta pueda ejecutarse en una única instalación o en varias diferentes. Teniendo en cuenta todo esto, ¿qué pedidos deberá elaborar cada CT? ¿en qué orden deben realizarse?, ¿cuáles son las fechas de comienzo y finalización de cada operación?

Aunque la cuestión puede parecer complicada, tal y como lo hemos planteado hasta aquí, lo cierto es que sólo se ha considerado una parte del problema; la realidad es aún más compleja. Por un lado, la asignación de los trabajos a las máquinas y su posterior secuenciación en las mismas están condicionadas por la capacidad disponible de cada una y por las disponibilidades de materiales en el momento de emisión de los pedidos. Por otro lado, la forma en que se haga conllevará importantes consecuencias, pues ésta influirá en el tiempo total empleado en la realización de los trabajos, en el volumen de la producción en proceso, en la eficiencia, en los costes, en las fechas de terminación de los pedidos establecidos en el Plan de Materiales y, por consiguiente, en el nivel de servicio a clientes.

Considerando todo lo anterior, se llegará a un Programa de Operaciones para un horizonte de entre unas horas y varias semanas (en función del caso), el cual es imprescindible para que cada trabajador, o cada responsable de una instalación, sepa en cada momento qué ha de hacer para que se logre el Plan de Materiales y, con ello, el Programa Maestro, el Plan Agregado y los Planes y Objetivos Estratégicos de la empresa.

No obstante, la elaboración del Programa de Operaciones no es más que una de las funciones que hay que desarrollar en esta fase de Ejecución y Control. Es evidente que van a existir divergencias entre lo planificado y los resultados de la ejecución. Se hace necesario, pues, controlar múltiples aspectos de la actividad diaria: cantidades de ítems realmente obtenidas tras las operaciones (y, con ello el control de los defectuosos), la eficiencia y utilización de los CT (básicos para medir la capacidad de cada uno de ellos en horas estándar), las fechas de entrega, los tiempos de suministro, la evolución de las colas de espera y, con ellas, la adecuación de las capacidades y cargas planificadas a las reales, etc. Sólo así será posible detectar las divergencias significativas entre los valores planificados y los reales, en base a las cuales se adoptarán las medidas correctoras necesarias, que se retroalimentarán a los distintos niveles del sistema, de forma que las informaciones utilizadas se mantengan siempre actualizadas.

Todo ese conjunto de actividades se engloba en lo que se conoce como Planificación y Control a muy corto plazo y que, para el caso concreto de empresas fabriles, se identificará como Gestión de Talleres. Dichas actividades están encaminadas a programar, controlar y evaluar las operaciones de producción a muy corto plazo, para lograr el cumplimiento del Programa Maestro con la capacidad disponible y con la mayor eficiencia posible. Ello es aplicable a cualquier tipo de actividad productiva, sea industrial o de servicios, y con cualquier tipo de configuración. En cuanto a las actividades mencionadas, podrían englobarse en seis funciones básicas:

• Evaluación y control de los pedidos a fabricar del plan de materiales (o Programa Maestro, si el anterior no existiera), estableciendo los que han de emitirse en cada momento y elaborando la información necesaria para su emisión, tras comprobar la disponibilidad de los materiales que necesita.
• Establecer las prioridades entre los pedidos o trabajos a desarrollar, ordenándolos por Centros de Trabajo y asignándolos previamente a cada uno de ellos si fuera preciso, obteniendo así el Programa de Operaciones.
• Rastrear la evolución de los pedidos en curso a través de los CT, estableciendo la situación de los mismos al final de cada jornada y controlando las cantidades de ítems /y, por tanto, las defectuosas obtenidas al final de cada operación); así se elaborará el Informe de Producción diario.
• Controlar el desarrollo de las operaciones en los Centros de Trabajo, estableciendo los tiempos empleados y desperdiciados.
• Controlar la capacidad de cada CT, mediante la comparación de la carga y capacidad planificadas con las reales, estableciendo la evolución prevista de la cola de espera y las medidas de ajuste de capacidad necesarias a muy corto plazo para mantenerla en los niveles deseados.
• Proporcionar realimentación al Sistema de Planificación y Control de Capacidad (al objeto de ajustar la eficiencia y utilización de los CT, su capacidad disponible, los factores de defectuosas de las operaciones, los tiempos de carga, etc), así como a los niveles superiores de Planificación de la Producción.

Los objetivos a lograr podrán variar de una empresa a otra, pero existen dos metas que resumen los criterios de muchas compañías: nivel de servicio (ligado al cumplimiento del PMP) y costes mínimos (relacionado con la obtención de la mayor eficiencia). Esto último implicará:

• Mantener el menor volumen de inventarios posible, tanto de ítems finales y componentes como de trabajo en curso, evitando los aumentos en las colas de espera.
• Emplear la menor cantidad de recursos posible, minimizando los tiempo ociosos de las instalaciones en espera de la llegada de pedidos y los tiempo de preparación entre operaciones, debiendo utilizar, para cada una de ellas, la instalación más eficiente posible.

Planificación aproximada de la capacidad

Una vez determinado el PMP propuesto, ha de comprobarse si es viable desde el punto de vista de la capacidad. Para ello debe compararse la capacidad que requiere su elaboración con la Disponible Planificada derivada de las condiciones establecidas en el Plan Agregado.

Entre las posibles técnicas a emplear en este nivel de Planificación Aproximado, destacamos la CPOF o Planificación de Capacidad Usando Factores Agregados (Capacity Planning Using Overall Factors), las Listas de Capacidad (Capacity Bills) y los Perfiles de Recursos (Resource Profiles). Aunque CPOF es, sin duda la más simple de las tres, la que menos información requiere y menos cálculos implica, es también la menos exacta y la que más inconvenientes conlleva. Explicaremos por tanto, las dos segundas.

Las Listas de Capacidad.

Aún siendo bastante simple, esta técnica permite calcular, con criterios objetivos, las cargas que va a provocar el PMP en los diferentes Centros de Trabajo, produciendo un Plan de Capacidad Prospectivo. Requiere la siguiente información:

• Rutas de productos finales y componentes.
• Tiempos de carga unitarios de cada una de las operaciones y su factor de defectuosos.
• Lista de Materiales, detallando los componentes que intervienen en la obtención del producto final y sus cantidades.
• El Programa Maestro de Producción propuesto.

Con estos datos se determina la carga que genera en cada CT la obtención de una unidad de cada uno de los productos finales, lo que se conoce como Tiempo Total de Carga de un ítem j en un CT k, (TTCjk). Una vez conocidos los TTCjk en cada CT para cada producto final, no habrá más que multiplicarlos por cada una de las cifras que componen el PMP propuesto y acumularlos por CT y período. Obtenemos así el Plan de Capacidad Aproximado para cada Centro de Trabajo. Lógicamente una vez conocida la carga necesaria derivada del PMP propuesto, se hace necesario compararla con las disponibilidades de cada CT. Además se puede calcular la desviación de la capacidad necesaria con respecto a la disponible; cuando este valor es negativo, implica que en el período en cuestión se precisa más capacidad, es decir, existe una sobrecarga.

El hecho de que existan sobrecargas no hacen inviable el PMP. La Capacidad Disponible empleada, puede ser sólo en jornada regular, por lo que antes de dar la sobrecarga como inaceptable, habría que ver el valor de la Capacidad Práctica Máxima. Cualquier sobrecarga inferior en valor absoluto a la diferencia entre esta última y la Capacidad Disponible, podría ser asumida con medidas de ajuste transitorio, con consecuencias aceptables sobre los costes.

También es imposible reseñar que esta técnica no periodifica la carga. Esto quiere decir, que la desviación, por ejemplo, de una semana no es representativa al no estar periodificadas las cantidades. Lo es más la desviación acumulada (DA). Mientras ésta se mantenga positiva período a período, ello indicará que con la capacidad de una semana, más la de las semanas anteriores, pueden fabricarse las cantidades indicadas en el PMP. Si esto es así, lo más que puede ocurrir es que algunos lotes haya que emitirlos antes del momento en que constan en el PMP; no obstante, esto no será perceptible hasta que estemos en un nivel de planificación más detallado, es decir, cuando se haya realizado la planificación de materiales y se haya desarrollado el Plan de Capacidad detallado (mediante CRP). Lo que sí es claro es que, con la capacidad disponible, las cantidades que contiene el PMP se pueden obtener con una alta probabilidad en la fecha de terminación propuesta o incluso antes. Por el contrario, si en algunas de las semanas la Desviación Acumulada es negativa y, más tarde se hace positiva, cumplir el PMP implicará retrasar algún pedido (si no se desea aumentar la capacidad disponible para el período adecuado).

Por último comentar, que si la Desviación Acumulada del último período es positiva, el PMP puede ser viable, quizá con pequeños ajustes, los cuales no podremos conocer hasta que desarrollemos la planificación detallada. Si la DA es negativa, pero pequeña, será necesario tomar medidas de aumento de la capacidad disponible, que podrían llegar hasta la Capacidad Práctica Máxima.

En cuando a las ventajas que presenta esta técnica, podemos destacar:

• Las listas son fáciles de elaborar y, una vez concluidas, podrán ser aplicadas a los diferentes PMP, sin que sea necesario actualizarlas hasta que cambie alguna de las informaciones técnicas de las que parten.
• Requiere poco tiempo de computación, pudiéndose desarrollar manualmente.
• Permite una conexión muy clara de la carga de los CT con los pedidos que la generan, lo que facilita la elaboración de planes alternativos y la reprogramación.
• Dar una información que, en muchos casos, será suficientemente completa para este nivel de detalle, sobre todo si se interpretan adecuadamente los resultados.

Como inconvenientes:

• No considera la carga que generan los pedidos en curso de items finales.
• No tiene en cuenta las disponibilidades y pedidos en curso de componentes, dado que no se incluyen en el PMP.
• No considera la distribución temporal de cargas, pues no considera que éstas se repartirán a lo largo del tiempo de suministro del producto final y de sus componentes.
• No tiene en cuenta el dimensionado de los lotes de los componentes, pudiendo ocurrir que los necesarios para varios pedidos de los productos finales se reúnan más tarde en uno solo de los componentes, o que se emitan varios componentes para un solo pedido de producto final; ello cambiaría también la periodificación de las cargas.

Los Perfiles de Recursos.

Este técnica intenta corregir uno de los inconvenientes básicos de las Listas de Capacidad: el relativo a la periodificación de las cargas. En esencia, la mayor parte del procedimiento no varía, pero una vez calculadas las cargas de los pedidos, se procede a repartirlas entre los períodos que abarca el tiempo de suministro del producto final y el de sus componentes. Requiere, pues, la misma información de la anterior, más los TS, elaborándose con ella los Perfiles de Recursos. también denominados Listas de Capacidad Periodificadas.

Esta técnica presenta las mismas ventajas que las Listas de Capacidad, aunque complica notables los cálculos (sobre todo para desarrollarla manualmente), además de interferir algo la conexión entre las cargas y los pedidos del PMP, mucho más clara en el otro caso.

No obstante se corrige el inconveniente de las Listas de Capacidad relativo a la distribución de las cargas en el tiempo, dado que considera los Tiempos de Suministro y periodifica las cargas dentro de él. Sin embargo, esta distribución no es quizá, lo suficientemente exacta como para paliar las desventajas comentadas con anterioridad. Primero, porque la distribución se hace siempre con criterios aproximados y, segundo, porque sigue sin poder tener en cuenta el dimensionado de los lotes de componentes que, normalmente, harían que incluso un buen criterio de peridoficación dejara las cargas establecidas muy lejos de su distribución real en el tiempo.