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Investigaciones Europeas de Dirección y Economía de la Empresa Vol. 2, N"I, 1996, pp. 101-
SISTEMAS DE PLANIFICACIÓN Y CONTROL DE
LA FABRICACIÓN: ANÁLISIS COMPARATIVO
Crespo Franco, T.
García Vázquez, J.M.
Universidad de Vigo
RESUMEN: En este trabajo se presenta una comparación, desde distintos puntos de vista, de diferentes sis- temas de planificación, programación y control de la producción, con la finalidad de profundizar en su comprensión y, al mismo tiempo, destacar las potencialidades de este tipo de sistemas en la generación y consolidación de las competencias distintivas de la empresa.
PALABRAS CLAVE: Sistemas de planificación y control, MRP, TOC, OPT, lIT, Kanban.
INTRODUCCIÓN
La planificación de la producción e inventarios y su control se ha desarrollado rápidamente a partir de las primeras décadas de este siglo. Aunque originariamente era sólo una herramienta para ayudar a los supervisores de primera línea, después ha pasado a ser utilizada por niveles organizacionales de superior nivel, que asumen la responsabilidad en todas las actividades de planificación y control. En la actualidad, se reconoce como una de las claves para el correcto funcionamiento de las operaciones productivas y de la empresa en su conjunto(1). Sin embargo, la alta dirección continúa dejando las decisiones de este ámbito en manos de sus subordinados, obviando, en muchos casos, las potencialidades de este tipo de decisiones en la generación y consolidación de las competencias distintivas y, por ende, de las ventajas competitivas de la empresa.
Puesto que existen muchas posibles formas de afrontar los problemas de utilización efectiva de la capacidad y del movimiento de los inventarios de productos en curso, una de las más importantes cuestiones a resolver, sino la principal, de cualquier instalación productiva es la de seleccionar e implementar los sistemas más apropiados de coordinación y control de la produc- ción para cumplir con sus objetivos empresariales(2), teniendo en cuenta que éstos tienen que evolucionar en el tiempo atendiendo a su tecnología de fabricación -incluyendo tanto equipos como procesos-, al continuo flujo de nuevos productos y al dinamismo del mercado.
Por ello, en la literatura se han desarrollado distintos sistemas que, por su desconocimiento respecto tanto a su filosofía y modo de funcionamiento como a sus posibilidades estratégicas, constituyen una fuente de confusión importante. Así, unos métodos controlan pequeños buffers de inventario s en cada estación de trabajo como una forma de controlar el comportamiento glo- bal de la instalación productiva; otros métodos ejercitan un control de la instalación productiva a través de la regulación de las tasas de producción en cada uno de los centros de trabajo del sis-
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tema; mientras que otros utilizan un buffer y una tasa para controlar el comportamiento de toda la instalación productiva, etc.
Sin embargo, como consecuencia del desconocimiento de estos sistemas, a menudo, sucede que los utilizados para efectuar la planificación y el control de las operaciones no son los idó- neos. Por tanto, un adecuado conocimiento de los mismos y su apropiada elección tiene impor- tantes consecuencias sobre la manera en que una empresa será capaz de satisfacer las necesida- des de sus mercados actuales y futuros.
Por ello, en este trabajo se examinarán algunas de las maneras en las que se puede regular el
flujo de materiales dentro de la instalación productiva, que dependerán del tipo de empresa y del
tipo particular de filosofía de administración de la producción que la empresa esté utilizando(3), efectuando una comparación de los sistemas citados, a través del análisis de su implantación y de una serie de actividades relacionadas entre sí que constituyen las decisiones básicas de pla- nificación y control de materiales y que determinan el modo de funcionamiento de los mismos.
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LOS SISTEMAS DE PLANIFICACIÓN Y CONTROL
DE LA FABRICACIÓN
Durante muchos años los sistemas clásicos, como el método de la cantidad económica de pedido (EOQ, Economic Order Quantity) o el método de la cantidad de pedido periódica (POQ, Periodic Order Quantity), fueron empleados para superar los problemas surgidos como conse- cuencia de la incertidumbre de la demanda y de las dificultades en la correcta predicción de los plazos de realización de las tareas. Posteriormente, a partir de estos conceptos, se desarrollaron nuevos métodos que planteaban mejores soluciones a problemas más complejos de planificación y control de la producción(4).
Así, en la década de los setenta varios autores argumentaron en contra de los métodos clási- cos de planificación y control, defendiendo que, para un período de planificación predetermina- do, las piezas solamente deberían ser fabricadas en la cantidad adecuada para atender a las nece- sidades existentes. Se desarrollaron diferentes teorías para modelar y analizar la dinámica de los inventario s en los sistemas productivos multiproducto y multietápicos tratando, entre otros aspectos, de establecer la manera de hacer frente a los problemas que dentro la instalación pro- ductiva genera la incertidumbre de la demanda y de los plazos de entrega.
Desde esta perspectiva, una posible solución para efectuar la planificación y el control de la fabricación distribuida en el tiempo se puede obtener mediante el empleo del sistema de plani- ficación de las necesidades de fabricación (MRP, Manufacturing Resource Planning). Este sis- tema partiendo de las necesidades futuras de los productos terminados, utiliza ésta y otra infor- mación para generar las necesidades de submontajes, componentes y materiales necesarios para completar los productos finales, de acuerdo a las fechas de entrega y programas creados para cumplirlos(5).
Otro procedimiento alternativo es un sofisticado sistema de planificación y control de la pro- ducción(6), que ha sido implementado en un sistema informático denominado Tecnología de la
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implementando, así como también sus puntos débiles con la finalidad de mitigar sus inconve- nientes; por una actitud que permita desechar algunos hábitos y comportamientos que hasta ese momento se encontraban fuertemente arraigados en la empresa y que son incompatibles o per- judican el buen funcionamiento del sistema; etc.
Los sistemas clásicos de planificación y control de la producción pueden ser empleados tanto en un proceso de producción enfocado al producto como en uno enfocado al proceso, y necesi- tan poca información acerca de los consumidores, proveedores y proceso de fabricación; no obs- tante, la constante evolución y abaratamiento de las tecnologías de comunicación y de los siste- mas de información hacen que este hecho no suponga una gran ventaja sobre los demás sistemas de planificación y control de la fabricación(8).
Entre los requisitos para una correcta implantación del sistema MRP está la necesidad de contar con una lista de materiales extremadamente precisa -con respecto a ésta el sistema no tolera imprecisiones-, por lo que se debe revisar. cuidadosamente y asegurarse de que está ela- borada correctamente. Esta precisión también la deben tener las rutas de procesamiento, los datos acerca de los tiempos de procesamiento, los inventarias de items en toda la instalación pro- ductiva, etc.; además, se debe instaurar una serie de nuevos métodos y procedimientos que per- mitan mantener actualizada toda esta información. Por todo ello, el tiempo medio que necesita una empresa para implementar eficazmente un sistema MRP es muy largo -de 18 a 24 meses(9)-, debido, por un lado, a los preparativos que hay que realizar y, por otro, al impres- cindible proceso de capacitación del personal que se debe llevar a cabo(10).
El sistema OPT también presenta varias dificultades en su proceso de implantación. En gene- ral, este sistema no es para usuarios inexpertos, dado que se precisan comprender los conceptos básicos de la programación finita. Sin embargo, se considera que el tiempo necesario para la implantación del sistema OPT normalmente es bastante corto -inferior a seis meses-, teniendo en cuenta que para la construcción del grafo representativo del proceso de producción se utiliza toda la información de los ficheros de datos del sistema MRP(1l), por lo que no es necesario crear los ficheros que recojan las entradas que requiere el sistema(12). Así, algunas de las ven- tajas del OPT son que no necesita ni el cambio de los equipos ni las modificaciones en los actua- les sistemas de información de la empresa(13).
Además, el sistema OPT no tiene la misma necesidad de exactitud en los datos que la pro- gramación MRP(l4), puesto que ésta sólo es vital para la información relativa a las secciones cuello de botella y para aquellos centros de trabajo que se encargan de alimentar de piezas a los centros cuello de botella; mientras que para el resto de los centros de trabajo que no son críticos, el sistema OPT puede funcionar con datos menos exactos que los sistemas MRP(15). Sin embar- go, esto es cierto sólo en parte. El proceso seguido por el OPT en la identificación de los cen- tros de trabajo que actúan como cuellos de botella tiene lugar a partir de la explosión de necesi- dades de un programa maestro de producción, teniendo en cuenta las limitaciones de capacidad. Por tanto, en la mayoría de los casos, los cuellos de botella aparecen como consecuencia de un programa de producción concreto que se quiere llevar a la práctica. Si se modifica el programa de producción, éstos pueden variar. En consecuencia, el esfuerzo en la identificación de los recursos cuellos de botella, para, a continuación, fijar los datos de los centros de trabajo -los cen- tros cuello de botella y los que los alimentan de items- que requieren una mayor precisión, lleva
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a que tanto para el sistema MRP como para el OPT se necesiten datos con idéntico grado de pre- cisión para todas las etapas del sistema productivo.
Por tanto, el MRP y el sistema OPT presentan como características comunes para su implan- tación un conocimiento detallado de la estructura de los productos y del proceso, y el procesa- miento exacto de las transacciones.
Otro aspecto importante relacionado, en este caso, con el algoritmo que se utiliza para pro- gramar la instalación productiva, es que no resulta nada transparente y es difícil de entender(I6). Esto es consecuencia de que el programa BRAIN -el mecanismo central del sistema que se encarga de generar los programas de producción y las necesidades de materiales- es mantenido en secreto por los creadores del sistema, por lo que el usuario únicamente sabe los datos de entra- da que utiliza y la información que obtiene, pero desconoce totalmente el proceso de cálculo que utiliza. Se debe tener en cuenta que siempre hay dificultades de implantación si la base para pro- gramar no resulta clara para el personal encargado de su ejecución. Además, esta limitación hace que el usuario, ante cualquier problema que pueda surgir en la aplicación del sistema, dependa excesivamente de la casa suministradora del software(17). Esta situación es totalmente opuesta a la de los sistemas MRP, que son de sobra conocidos y sobre los cuales existe abundante litera- tura, lo que permite al usuario, incluso, desarrollar su propia aplicación MRP, si así lo desea.
Aunque la implantación de sistemas MRP y todavía más de los sistemas OPT puede ser enor- memente beneficiosa para muchas actividades de transformación, es necesario realizar previa- mente un análisis adecuado de la situación con la finalidad de asegurarse que la solución se ajus- ta a las necesidades existentes; puesto que los costes de adquisición -no tanto para el MRP- y de implantación de estos sistemas son muy elevados, ya que supone modificar todos los usos anteriores de la empresa resultando, entonces, de extrema importancia asegurarse de que el esfuerzo va a ser positivo para la misma.
Por otro lado, en el JIT existe una preferencia por la utilización de kanbans frente al control mediante computador, lo que permite una gran capacidad de respuesta y una fácil y rápida iden- tificación de los cuellos de botella de la instalación productiva. Por tanto, los sistemas kanban suponen sistemas sencillos y próximos al personal de fábrica que permiten una adecuada utili- zación de la fuerza de trabajo, aunque también cuentan con dificultades en su proceso de imple- mentación, puesto que éste sólo rinde beneficios en ciertas circunstancias:
Así, no es aplicable a la producción por unidad, sino a la producción repetitiva' de piezas o productos. Además, esta producción no debe ser irregular ni en tiempo ni en cantidad, 'puesto que el grado de estabilidad es crítico para usar el sistema kanban con niveles mínimos de inventa- rios(I8).
Por otro lado, el kanban no puede funcionar por sí sólo, sino que debe ser un elemento del JIT. Pues resulta necesario, entre otras cuestiones, que cada item tenga una ruta perfectamente definida a lo largo de la instalación productiva; que los centros de trabajo que constituyen el pro- ceso de fabricación sean flexibles y capaces de producir los items en pequeñas series; que se organice el centro de trabajo de forma que las existencias se mantengan en el mismo y no en almacenes, como consecuencia de que el funcionamiento del sistema exige un corto período de
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a fabricar dentro del ciclo de producción(24). Este sistema, una vez que se concluye la fase de planificación y se determina que los planes son realistas y alcanzables, también realiza funcio- nes de control de fábrica tales como control input/output, seguimiento y control de compras, informes de posibles retrasos, etc.(25). Así pues, el sistema MRP trata todos los recursos como si tuvieran capacidad infinita, y únicamente sigue el ritmo establecido por las órdenes, «empu- jando» los materiales a través de toda la fábrica.
En el sistema OPT el programa de producción resultante no está dirigido ni por las órdenes ni por el programa maestro de producción, sino por el «tambor» -el centro de trabajo cuello de botella- que es el que se encarga de guiar el ritmo de la fábrica.
Para construir el programa de producción el sistema OPT identifica y diferencia los centros de trabajo críticos y no críticos(26), y desarrolla distintos programas para cada sección. Una cuestión importante en el OPT es la forma en que programa los recursos cuello de botella, que son los únicos para los que el OPT crea programas finitos(27). A continuación, las operaciones que se encuentran antes del cuello de botella se programan hacia atrás a partir de los datos de la estación cuello de botella empleando una lógica MRP, mientras que las que se encuentran des- pués se programan hacia adelante basándose en la capacidad de los recursos cuello de bote- lla(28). Cuando se termina de hacer la carga finita a través de todos los recursos críticos, se obtiene un programa maestro de producción válido(29); con una alta probabilidad de ser reali- zado por la empresa, al basarse en los parámetros de capacidad usados en la programación.
Como fácilmente se puede inferir de este proceso, el programa de producción resultante es muy robusto, como consecuencia de la consideración de las limitaciones de capacidad, en lugar de partir de capacidad infinita(30). Además, debido a la consideración de lotes y plazos de fabri- cación variables(31), los programas que resultan de este tipo de sistemas suelen ser más respe- tados que los derivados de los sistemas MRP que dan lugar a programas de producción no rea- listas y que habría que modificar a posteriori(32).
La consideración de capacidad finita en el sistema MRP no viene a mejorar el sistema, pues- to que lo que hace es modificar, si ello fuese necesario, el programa de producción mantenien- do la consideración de lotes y plazos de fabricación constantes; por tanto, simplemente despla- za las órdenes en períodos completos para respetar las limitaciones de capacidad conservando el tamaño de los lotes.
Otra contribución importante del sistema OPT es que se logra un programa de producción alcanzable a través de la programación finita de solamente unos pocos centros de trabajo, y se da lugar a muy pocos conflictos en la prioridad entre el programa MRP y la carga finita(33); ade- más, el tiempo de computador requerido para hacer la carga finita debería reducirse notable- mente al tratar sólo con un subconjunto de órdenes y de centros de trabajo(34), por lo que los programas resultantes del sistema OPT no solamente requirirían un período más corto de tiem- po para su elaboración, sino que también se podrían modificar rápidamente(35).
Otra ventaja del sistema OPT respecto al MRP es que la identificación de los cuellos de bote- lla permite ver fácilmente dónde se debe centrar la atención y los esfuerzos para mejorar la cali- dad y la productividad de los procesos(36).
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El sistema OPT intenta maximizar la producción de materiales actuando únicamente sobre el tamaño de los lotes de fabricación y transferencia y sobre los plazos de fabricación; sin embar- go, en ninguno de los módulos de cálculo de OPT son específicamente considerados los costes de posesión de inventario que se generan, ni los costes de lanzamiento de las órdenes de pro- ducción, ni los costes unitarios de procesado en cada centro de trabajo(37).
. Por otro lado, el sistema kanban se puede definir como un medio de información para des- pachar la cantidad correcta del elemento necesario en el momento oportuno, cuyo principal obje- tivo es el de mejorar la comunicación y el control visual(38). Por tanto, como ya se indicó, el kanban no es un sistema de planificación de la producción. De hecho, para su correcto funcio- namiento el sistema kanban requiere la utilización de programas diarios de producción unifor- mes(39). En un programa de este tipo, para adaptarse a las variaciones de la demanda los cam- bios en la cantidad de producción de los productos se permiten en una base mensual, aunque la producción durante cada día del mes se debe mantener nivelada. De esta manera, se puede pro- gramar diariamente la producción de cada uno de los productos en pequeños lotes de fabrica- ción, y al final del mes se tendrá la producción total necesaria. Además, al utilizar en las opera- ciones diarias pequeños lotes de producción en todos los centros de trabajo, este principio de programación minimizará la capacidad ociosa tanto de trabajadores como de equipos.
TAMAÑO DEL LOTE DE FABRICACIÓN
Otro aspecto a estudiar tiene que ver con la decisión del tamaño de lote, que se refiere a la cantidad que se debe fijar al llevar a cabo una determinada serie de producción.
Normalmente es en los sistemas push(40) donde se observan unos mayores tamaños de lote. La motivación fundamental de este hecho es que en estos sistemas se pretenden minimizar los costes de dejar de fabricar un item e iniciar la producción de otro; mientras que en los sistemas pull, con la finalidad de poder responder rápidamente a la variabilidad del mercado, se sacrifica algún coste para tener unos menores tamaños de lote realizando un mayor número de prepara- ciones(41).
Los modelos establecidos en base a la teoría clásica de gestión de inventarios postulan que la preparación y ajuste de máquinas produce un incremento de los costes que hace que la pro- ducción por lotes resulte eficiente, desarrollando, como consecuencia, una filosofía de fabrica- ción por lotes.
En todas las políticas clásicas la información que se utiliza para fijar el tamaño de lote de producción o pedido tiene carácter local para la estación de trabajo que efectúa el pedido; enton- ces, las estaciones de trabajo determinan el tamaño de su orden basándose en sus costes locales y en otra información también local. Así, por ejemplo, en una política (s,S), una estación de tra- bajo ordena a su precedente un tamaño del lote que debe ser suficiente para llevar su nivel de
inventario en ese momento hasta una cantidad S, cuando el inventario existente más el pendien-
te de recibir cae por debajo de una cantidad s. En una política (s.q), una estación de trabajo esta- blece el tamaño del lote q y ordena esta cantidad a su centro de trabajo precedente cuando se alcanza el punto de pedido s(42).
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MOMENTO EN EL QUE SE REALIZA LA PRODUCCIÓN O SE ENVÍA UN PEDIDO
Una vez que el tamaño del lote está determinado, la cuestión que surge es cómo se determi- na el momento en el que estos lotes deben ser pedidos a la instalación productiva.
En un sistema clásico de control de la producción la etapa más cercana al mercado es la encargada de realizar el pedido a la estación precedente. Normalmente, esta decisión no se rea- liza a priori, sino cuando el inventario alcanza una cantidad predeterminada, como en el caso de las políticas de control (s,S) o (s.q), en el que las etapas deben fijar el período de revisión emple- ando información de tipo local. Aunque los sistemas de inventario de revisión periódica estable- cen esta decisión de manera centralizada con información global, por lo que la decisión opera- tiva del momento de colocar las órdenes es fijo para cada etapa -una vez que se fija el período de revisión, el sistema de control no influye en el momento de los envíos-.
El sistema MRP establece el programa de producción por anticipado, empleando informa- ción global. En este sistema, se disparan las órdenes basándose en el momento en que aparecen las necesidades netas de las estaciones subsiguientes. Este procedimiento se construye a partir de la información del plazo de entrega local, aunque el programa final de envío de órdenes y las interacciones entre las estaciones de trabajo se controlan de manera centralizada. En este siste- ma, una vez que se finalizan las operaciones y se completa la orden de fabricación, la estación de trabajo «empuja» las piezas hacia las siguientes etapas del proceso de producción.
El sistema MRP pretende entregar las piezas al centro de trabajo en el momento en el que éste las necesita para ejecutar las operaciones de fabricación, mientras que los sistemas clásicos, al no contar con información del resto de las estaciones de trabajo, adoptan estas decisiones de manera independiente. Por tanto, como consecuencia de que el MRP controla mejor que los métodos clásicos la cantidad y el momento en el que se deben entregar los items para ejecutar las operaciones, se mantiene una menor cantidad de inventario de productos en curso.
Según el concepto Drum-Buffer-Rope del OPT, el tambor (Drum) fija el ritmo de la instala- ción productiva al recurso cuello de botella y las estaciones que se encuentran por encima -ante- riores- del cuello de botella se ajustan al ritmo de éste (Rope), para lo cual los inputs del siste- ma productivo y todos los centros de trabajo que preceden a la estación cuello de botella se dise- ñan de manera que mantengan un conecto aprovisionamiento de los items que éste necesita (Buffer). Por tanto, el control que realiza el sistema OPT es centralizado con la utilización de información de tipo global, aunque el envío inicial de inputs hacia la fábrica se basa en el com- portamiento de una estación subsiguiente -el cuello de botella- que "tira" de éstos(49). Así pues, OPT actúa como un sistema pull antes de los recursos cuello de botella y un sistema push des- pués de éstos(50).
En un sistema kanban, el movimiento de tarjetas permite a las estaciones producir un nuevo lote y retirar las piezas necesarias de sus estaciones precedentes. Así, cuando un trabajador reti- ra en una etapa de producción un lote del inventario de piezas terminadas para satisfacer la demanda de esos items de una determinada estación de trabajo, está "tirando" de esos elemen- tos de acuerdo al programa establecido por la etapa subsiguiente, empleando únicamente infor- mación local. Aunque los sistemas de este tipo que funcionan con un esquema de revisión perió-
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dica, establecen la decisión de movimiento de items de manera centralizada con información global(5!).
REGLAS DE ASIGNACIÓN DE PRIORIDADES
Bajo el epígrafe asignación de prioridades, se pretende analizar la posibilidad que tiene una etapa, en la que confluyen una serie de órdenes en una determinada secuencia como consecuen- cia de las decisiones de tamaño de lote y del momento en que se envía un pedido, de modificar dicha secuencia o, por el contrario, de operar siguiendo un comportamiento FIFO.
En un sistema pull, la etapa subsiguiente tiene la autoridad final, de manera que cualquier ajuste que se deba efectuar en una determinada estación de trabajo sobre la secuencia debe ser realizado de acuerdo a lo solicitado por esa estación de trabajo.
Por otro lado, en un sistema push la etapa precedente es la que tiene la autoridad sobre esta decisión; de manera que puede ajustar la secuencia para mejorar el servicio o reducir costes. Para ello, se pueden utilizar algunas reglas de despacho que optimizan algunas medidas del compor- tamiento del sistema y que requieren la utilización de información global, aunque también se debe destacar que algunas de las reglas de prioridad emplean información de la estación subsi- guiente.
En este sentido, se debe notar con respecto a la asignación de prioridades que el sistema kan- ban tiene un elemento que, en cierto modo, se puede considerar parte de una política de control push. Este puede darse en el caso de que en una determinada etapa se reciban muchas tarjetas autorizando la producción de nuevos items. En estas circunstancias, las tarjetas se suelen colo- car en un tablero de control que permite tener una total visibilidad sobre los pedidos que se han efectuado a ese centro de trabajo. Las tres zonas que existen en un tablero de control de la pro- ducción típico indican que el sistema que se está considerando es de tipo pull, puesto que en pri- mer lugar se deben producir aquéllas que están en zona roja. Sin embargo, dentro de la misma zona el encargado del centro de trabajo puede producir en cualquier orden, permitiendo una dis- minución de las preparaciones de los equipos al producir varios lotes del mismo item(52). Este elemento, que se basa en la iniciativa local y en la información local de esa etapa, le confiere al sistema kanban una clara ventaja sobre otros sistemas de fabricación de tipo pullo
PROTECCIÓN CONTRA LA EXISTENCIA DE INCERTIDUMBRE
La falta de información acerca del flujo de los materiales que caracteriza a muchas instala- ciones productivas es un factor que favorece la utilización de sistemas clásicos de control de la fabricación, ya que uno de los propósitos del inventario es el de desacoplar cada una de las eta- pas secuenciales del proceso de fabricación de cualquier otra -de manera que puedan trabajar de forma más o menos independiente-o Sin embargo, cuando este sistema actúa en sentido estricto -esto es, sin la existencia de comunicación entre demanda y oferta más que a través del buffer de inventarios-, una vez que se lanza una orden, por ejemplo al disminuir el inventario por deba- jo de su punto de pedido -políticas (s,S) o (s,q)-, no se puede efectuar ningún ajuste en el tama-
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Por otro lado, al programar una secuencia de tareas en la misma máquina puede introducir- se un tiempo de seguridad entre los sucesivos lotes -el inicio de la siguiente operación no se pro- grama inmediatamente después de que la operación en curso se finalice, si no que se introduce una interrupción temporal- con el objetivo de proporcionar un colchón contra las variaciones que puedan afectar negativamente al flujo de las tareas a través de la misma operación.
Además, para proteger el programa de montaje final contra los agotamientos se mantiene antes de cada operación de montaje un inventario de seguridad de todas las piezas de la opera- ción de cuello de botella. La idea que motiva este comportamiento es que la interrupción de las operaciones de cuello de botella para producir las piezas que puede necesitar el montaje final reducirá la producción total del sistema productivo; sin embargo, los agotamientos de items que pueden obtenerse a través de las operaciones que no constituyen cuellos de botella no la afecta- rán. Por tanto, estos recursos que no son cuellos de botella no tienen buffers de inventario, sino que se protegen contra la existencia de rupturas a través del exceso de capacidad, puesto que por definición son recursos no críticos. 'Finalmente, las operaciones de envío también se protegen de la variabilidad de la línea de montaje.
Por tanto, en el OPT los posibles cambios en el plan de producción son analizados en térmi- nos del impacto que éstos tienen sobre los recursos críticos, lo que permite resaltar cualquier problema. Además, también se puede llevar a cabo una simulación de la fábrica en el proceso de programación, teniendo en cuenta los cambios de capacidad para los recursos críticos(56). Esto permite que el planificador sea capaz de anticipar el impacto de los cambios en la demanda, en los programas o en las capacidades de los centros de trabajo.
No obstante, a pesar de todos los sistemas que emplea para hacer frente a la incertidumbre, el OPT es menos sensible a los cambios en el plan de producción que el sistema kanban, pues- to que este último sistema reacciona al cambio(57).
Sin embargo, el sistema kanban también presenta sus inconvenientes(58). Cuando en el hori- zonte de planificación fluctúa de forma importante la demanda, el número fijo de tarjetas enví- adas a una etapa provocan una pronta producción que lleva a que se mantengan una cantidad de inventario s por encima de los necesarios -comparado, por ejemplo, con los establecidos por un sistema de tamaño de lote con restricciones de capacidad(59)-.
MANEJO DE LAS ÓRDENES DE URGENCIA
Si una etapa posterior emite un pedido de emergencia(60), cuando se está desarrollando la producción en una estación de trabajo, habrá que determinar cómo se manejará esta situación; es decir, si se permitirá o no que se produzca una interrupción en el programa que existe actual- mente.
En un sistema pull, una .etapa siempre espera por un pedido de la estación subsiguiente antes de iniciar la producción de una determinada cantidad de productos. El programa de una estación de trabajo está basado en las decisiones adoptadas en las etapas subsiguientes. Por tanto, si llega una orden urgente, ésta será considerada.
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Este es el caso de los sistemas clásicos de planificación y control de la producción e inven- tarias. Aunque debe tenerse en cuenta que las empresas que adoptan estos sistemas se van a enfrentar con mucha frecuencia a la necesidad de expedir de forma prioritaria algunos trabajos para poder cumplir con las entregas, como consecuencia de que los productos son, a menudo, fabricados para su almacenamiento siguiendo unas reglas preestablecidas ajenas al comporta- miento real de la demanda, lo que consume capacidad de producción que puede originar que las piezas que realmente son necesarias se retrasen. Esta circunstancia trae como consecuencia la degeneración del sistema de control de la producción.
En sistemas de este tipo deberá existir una política coherente para decidir cómo se debe cum- plimentar este pedido de emergencia y, también, cómo resolver problemas de prioridad en el caso de que se deba asignar la capacidad entre distintos pedidos de emergencia de las estaciones subsiguientes( 61).
Por otro lado, en un sistema push, la autoridad no recae sobre la etapa que efectúa el pedido, sino sobre la encargada de atender esta petición. El procedimiento normal en este tipo de siste- mas consiste en congelar -no modificar- el programa de producción durante un determinado período de tiempo.
Así, una orden de emergencia puede causar problemas de «nerviosismo» en los sistemas MRP. Estos sistemas congelan el programa y no permiten el procesamiento del nuevo pedido, o bien deben ser reprogramados nuevamente para generar un programa revisado -con el coste que ello supone-o En caso de que no se realice la reprogramación, los pedidos de emergencia deben ser considerados como cualquier otra orden.
Al emplear el sistema OPT, también existen bastantes posibilidades de que las órdenes de urgencia lo conviertan en un sistema excesivamente «nervioso», puesto que la fijación de prio- ridades se deriva del conjunto del sistema y resulta bastante compleja de realizar. Por tanto, en un entorno incierto el proceso de lotificación y de secuenciación debe de ejecutarse con fre- cuencia para tomar en consideración las alteraciones que se hayan producido, generando cada vez un nuevo programa de producción, lo que puede llegar a provocar cierto desconcierto en la instalación productiva(62).
En la filosofía JIT no se permiten ni las órdenes de emergencia ni los cambios de ingeniería
de los productos; en vez de ello, se determinan adecuadamente los programas de fabricación y se congelan por un largo período de tiempo, y la producción se lleva a cabo conforme a lo esta- blecido en éstos(63).
Por tanto, en una situación en la que existe un elevado grado de incertidumbre, lo racional es que se empleen sistemas que sigan una lógica de tipo pull, que se centren en el mercado con la finalidad de dar un mayor nivel de servicio, aunque quizá a cambio de un mayor coste. Por otro lado, los sistemas push, normalmente implican un menor servicio y un menor coste puesto que se centran más en la optimización de las tareas de fábrica.
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En los sistemas MRP como se transmiten las necesidades a los recursos de producción res- ponsables de la fabricación de cada item, éstos pueden basar su producción en un programa que está directamente relacionado con el programa maestro para los productos finales en vez de esta- blecerla en base a las reposiciones de los buffers de inventarias locales. Por tanto, se trata de un método de planificación y control de la producción dirigido por un programa maestro de pro- ducción para los productos finales con toma de decisiones centralizadas.
El objetivo del método OPT es centrarse en los recursos limitados y manejar efectivamente tanto estos recursos como las interacciones que existen con los recursos no limitados. Puesto que la utilización de los recursos no cuello de botella no está determinada por su propia capacidad sino por la de los cuello de botella, es fácil entender que se trata de un sistema centralizado de planificación y control de la producción.
Finalmente, el sistema kanban es un método descentralizado de control de la producción puesto que la transmisión de órdenes a las etapas precedentes -y, en su caso, a los centros de procesamiento- se basa en el número de tarjetas existentes en el buzón de kanbans de cada esta- ción de trabajo.
CONSIDERACIONES FINALES
Como se ha visto, cada sistema de planificación y control presenta peculiaridades y caracte- rísticas especiales; puesto que aborda desde distinta óptica las actividades que comprende el pro- ceso de planificación, programación y control de la fabricación; y, además, emplea métodos dife- rentes para llevarlas a cabo.
Por tanto, la elección del sistema de planificación y control que se va a utilizar para gestio- nar el proceso de producción de la empresa resulta sumamente compleja y constituye un ele- mento fundamental en la consolidación de las competencias distintivas de la misma. Debido al relevante papel que juega esta decisión en la gestión de las actividades productivas, es necesario profundizar en el conocimiento y la comprensión de cada filosofía y su modo de funcionamien- to para, a continuación, decidir cuál se adapta mejor a las condiciones del entorno y del sistema productivo en las que se va a utilizar, teniendo en cuenta las distintas interacciones existentes.
A medida que se incrementa la incertidumbre respecto al comportamiento de la demanda de los productos de la empresa, la fabricación bajo pedido resulta más difícil. En esta situación, para ejecutar las tareas de planificación y control de la producción se puede optar bien por fabri- car para inventario o bien por efectuar, para los futuros períodos de planificación, una prospec- ción de la demanda y emplear sistemas que permitan explotar esos pronósticos como por ejem- plo, los sistemas MRP. En estas circunstancias, mientras se pueda contar con información de la demanda futura a través de pronósticos de demanda, es preferible la utilización de métodos de este tipo, aunque para ello sea necesario utilizar inventarias de seguridad para cubrirse ante el
riesgo de que la demanda no se ajuste a las previsiones.
Sin embargo, ante situaciones en las que existe un elevado grado de incertidumbre en el que resulta difícil obtener pronósticos aceptables, las diferencias en los resultados alcanzados con la
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Sistemas de planificación y control de la fabricación: análisis comparativo
utilización de los sistemas clásicos o del sistema MRP con inventarias de seguridad se hacen muy pequeñas. En estos casos los sistemas clásicos o de gestión de inventarias constituyen una alternativa válida debido, especialmente, a los mayores costes que supone la utilización de un sistema MRP.
Si la complejidad se incrementa, el sistema MRP tendrá problemas para manejar adecuada- mente las capacidades, por tanto, en esta situación una alternativa mejor para efectuar el control de la producción es el sistema OPTo Dado que el sistema OPT pone mayor atención en los aspectos relacionados con la capacidad, pero no maneja adecuadamente la incertidumbre ya que ésta provoca que las capacidades críticas varíen.
Por otro lado, el sistema kanban se presenta como la alternativa más adecuada cuando son pequeñas tanto la incertidumbre como la complejidad. Este sistema supone que los productos finales van a ser fabricados bajo pedido, esto es posible sólo si el tiempo necesario para fabricar en la última etapa no excede el tiempo deseado de recepción de los productos por parte del con- sumidor. Sin embargo, a medida que se incrementa la complejidad, en general, el tiempo de fabricación se incrementará; por otro lado, un incremento de la incertidumbre lleva a un aumen- to del plazo de entrega que impide que se pueda fabricar bajo pedido. Ambos efectos provocan
que el comportamiento del kanban sea peor.
NOTAS
(1) PLOSSL, G.W. y otros; Perspective, pp. 3.1-3.29, En: GREENE, J.H. (Ed.) Production and lnventory Control Handbook, McGraw-Hill, 1970. (2) Esto es válido si se trata de una fábrica que produce para inventario o trabaja bajo pedido; si tiene un pro- ceso de fabricación, de montaje o ambos a la vez; o si el procesamiento de los distintos items es manual o se trata de una instalación con un elevado grado de automatización de los procesos. (3) Algunas de las filosofías alternativas que pueden ser utilizadas para este fin en las distintas empresas, son: los sistema clásicos que utilizan el inventario para controlar la producción, el sistema de planifica- ción de las necesidades de fabricación, la Teoría de las Limitaciones y el sistema de fabricación Just in Time. (4) LEE, L'C, y SEAK, K.H.W., JIT and the Effects of Varying Process and Set-Up Times, lnternational Journal ofOperations and Production Management, Vol. 8, N° 1, 1987, pp. 19-35. (5) A su difusión han colaborado el incremento de las prestaciones y el abaratamiento de los computadores, que ha permitido que éstos sistemas puedan ser utilizados en aquellas situaciones en las que los produc- tos son complejos y requieren una gran cantidad de información. (6) Aunque se centra fundamentalmente en los aspectos relacionados con el control de la fábrica. (7) Los principios fundamentales del éste sistema consisten en desarrollar pequeñas unidades de producción que, en las sucesivas etapas del proceso de fabricación, se encargan de servir unas a otras y al proceso de montaje; y en programar las actividades a realizar día a día. Para ello se necesita un patrón de deman- da diaria uniforme a través de todo el sistema productivo. Esto significa que cada elemento del sistema de producción se desarrolla para que sea capaz de manejar 'unos volúmenes de producción relativamen- te bajos y que la situación de cada una de esas etapas se encuentren físicamente cercanas. (8) Los sistemas modernos de información y comunicación han provocado que esta forma simple de plani- ficación y control de la producción se convierta en obsoleta; no obstante, este método o sus conceptos se siguen aplicando actualmente en algunas empresas. (9) CHASE, R.B. y AQUILANO, NJ. Dirección y Administración de la Producción y de las Operaciones, 6' ed., Addison-Wesley Iberoamericana, Madrid, 1994, p. 739. (IO) Desde la alta dirección hasta los trabajadores de fábrica tienen que recibir formación e información acer- ca de la forma de utilizar correctamente el sistema MRP; esto es, saber interpretar correctamente sus
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recursos cuello de botella. Así, OPT incluye una planificación aproximada de la capacidad que combi- nada con los datos de disponibilidad de las máquinas permite estimar la capacidad necesaria en cada cen- tro de trabajo. A continuación, las cargas medias de los centros de trabajo se ordenan en orden descen- dente y se estudia aquél que se encuentra con una mayor carga. Véase: MELETON, M.P. OPT -Fantasy or Breakthrough, Production and lnventory Management, Vol. 27, N" 2, 1986, pp. 13-21. (27) Una mejora importante sobre los sistemas MRP que son programadores infinitos para toda la instalación productiva. (28) Los centros de trabajo que no constituyen una restricción no se programan. La regla de trabajo es: «tra- bajar mientras se disponga de materiales, si no se dispone de ellos no se debe operar». Véase: GARDINER, S.C.; BLACKSTONE, J.H. y GARDINER, L.R. Drum-Buffer-Rope and Buffer Management: Impact on Production Management Study and Practices, lnternational Journal of Operations and Production Management, Vol. 13, N" 6,1993, pp. 68-78. (29) Por esta razón OPT se considera, algunas veces, como una técnica de programación maestra de la pro- ducción. Sin embargo, no se debe considerar como tal, sino como una mejora a la misma; puesto que el sistema OPT es capaz de tomar cualquier programa maestro de la producción como dato y determinar hasta qué grado es realizable. (30) Es la sexta regla del OPT la que arremete, en cierto sentido, contra la simplificación del sistema MRP que efectúa la explosión de necesidades suponiendo, en principio, capacidad infinita. (31) Las reglas siete y nueve también contradicen explícitamente las simplificaciones del MRP destacando que la variabilidad del tamaño de los lotes y tiempos de fabricación deben incluirse desde el principio, en lugar de corregir a posteriori los programas obtenidos sin tenerlos en cuenta. (32) En este sentido, OPT destaca que si las limitaciones de capacidad y la variabilidad del tamaño de los lotes y tiempos de suministro se incluyesen desde el principio, no serían necesarias las correcciones posterio- res y se facilitaría la programación. Véase: LARRAÑETA, J.c.; ONIEVA, L. Y LOZANO, S. Métodos Modernos de Gestión de la Producción, Alianza Universidad, Madrid, 1995, p. 272. (33) Considerando carga finita sólo para una pequeña parte de los centros de trabajo deberían desaparecen la mayoría de los conflictos de prioridad. (34) Este procedimiento simplifica en gran medida la programación finita. Por lo que los tiempos de proceso son relativamente breves, aunque, evidentemente, los tiempos reales de proceso están en función de la potencia del hardware que se utilice y del tamaño del grafo que modeliza el proceso de producción que se pretende programar. Sin embargo, comprobaciones empíricas han mostrado que los tiempos de pro- ceso son menores en un 25% al que se necesita para ejecutar un MRP, aplicado al mismo proceso de fabricación y empleando el mismo ordenador. No obstante, se debe tener en cuenta que OPT no realiza la explosión de necesidades que, por poco compleja que sea la estructura de fabricación, requiere un esfuerzo de cálculo notable. Véanse: VOLLMAN, T.E., BERRY, w.t, Y w.HYBARK, D.C. (1995); Op. cit., p. 479. PENCER, M.S. Developing Finite Schedules for Cellular Manufacturing, Production and Inventory Management, N° 1, 1988, pp. 74-79. (35) Esto permite también que OPT pueda crear para los recursos críticos programas con períodos de tiempo en horas o minutos, mientras que el MRP trabaja con semanas o, en el mejor de los casos, con períodos temporales diarios. Véase: JACOBS, FR. OPT Uncovered: Many Production Planning and Scheduling Concepts Can Be Applied witb or witbout The Software, Industrial Engineering, Vol. 16, N° 10, 1984, pp. 32-41. (36) Una ilustración de las diferencias entre OPT y MRP es el caso de una fábrica en la que no existen res- tricciones de capacidad; esto es, si es el mercado el que constituye la restricción. En estos casos, tanto MRP como OPT programan hacia atrás a partir de la demanda del mercado. Sin embargo, el sistema OPT reducirá los tamaños de lote hasta el punto en que algunos recursos casi se conviertan en cuellos de bote- lla; este proceso tiene como resultado un menor número de trabajos en curso, un menor tiempo dedica- do a la preparación de equipos, incrementa la velocidad de los materiales en la instalación productiva y se produce un cambio hacia la fabricación «cero inventarias». (37) JACOBS, FR. The OPT Scheduling System: A Review of a New Scheduling System, Production and lnventory Management, Vol. 24, N° 3, 1983, pp. 47-51. (38) MONDEN, Y. El Sistema de Producción Toyota, Ed. CDN-IESE, Madrid, 1987, p. 192.
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(39) (^) Un programa diario de producción uniforme es un programa de producción día a día donde no existe variación o, si existe, los cambios en las cantidades de producción entre distintos días deben ser muy pequeños. Los sistemas de control de la producción para un proceso productivo en etapas múltiples se pueden cla- sificar en:
- Sistemas push o sistemas de empuje. Estos método, basados en la existencia de datos de la demanda futura, determinan la demanda de las piezas o materiales en cada etapa del proceso de producción con- siderando para ello el tiempo necesario para la realización de cada una de las operaciones necesarias para obtener el producto terminado.
- Sistemas pull o sistemas de arrastre. En estos sistemas la reposición de cada etapa se efectúa de acuer- do con la tasa de consumo de los procesos siguientes. En estos casos, los diseñadores del sistema, normalmente, deben prestar especial atención a la determi- nación de la capacidad efectiva para establecer el grado en que el inventario de productos terminados tira de la fábrica -en un sistema de tipo pull es el inventario de productos terminados el que determina el tamaño del lote-, puesto que menores tamaños de lote implican un mayor número de preparaciones, reduciendo entonces la capacidad efectiva. Los sistemas clásicos presentan similitudes con los sistemas kanban, por ejemplo, en cuanto a la necesi- dad de establecer un método que permita una revisión continua del nivel de inventario en el caso de los sistemas de cantidad constante de pedido, y de determinar el momento en que se va a cursar una orden de reposición de los elementos del inventario para los sistemas de ciclo de pedido constante. Sin embar- go, en la determinación del tamaño del lote también presentan pequeñas diferencias en cuanto a su fun- cionamiento, sobre todo en lo que respecta al proceso de cálculo que para los sistemas kanban resulta muy sencillo: lo que hay que pedir es un número de contenedores de items igual al número de kanbans depositados en el respectivo buzón de tarjetas. De hecho, en la filosofía TOC se utilizan, excepto para las estaciones cuello de botella, condiciones de operación similares a las establecidas en la filosofía de fabricación JIT. Los lotes más pequeños se moverán más rápido a través de los centros de trabajo que no son cuello de botella. Con el objetivo de maxirnizar la producción el tamaño de lote debe ser en sí mismo variable, puesto que sólo pueden lograrse mejores resultados con la mejor utilización de las instalaciones que suponen un cue- llo de botella, y los mayores tamaños de lote son una forma de aumentar la utilización de éstos. El sistema OPT está diseñado para separar las órdenes en la fábrica; sin embargo, más que separar las órdenes en los centros de trabajo cuello de botella o en las máquinas con retrasos, como se hace nor- malmente en la práctica usual, se separan las órdenes en las máquinas que no constituyen cuellos de bote- lla, donde se efectúan un mayor número de preparaciones de los equipos. Así, el sistema OPT crea tama- ños de lote mayores en las máquinas cuello de botella y lotes menores en las máquinas que no lo son. Para poder satisfacer las necesidades de la demanda, la disminución del tamaño del lote lleva consigo un incremento de la frecuencia de los pedidos. A diferencia del JIT, la TOC no busca mejorar las preparaciones en cualquier máquina, puesto que aho- rrar tiempo en un recurso no crítico sólo incrementa el tiempo ocioso y no tiene influencia sobre los resultados que se van a obtener. En el esquema Drum-Buffer-Rope se establece inmediatamente antes del cuello de botella un buffer, que le permite operar de manera pull descentralizada en todas las estaciones de trabajo que abarcan desde el cuello de botella hasta la etapa inicial del sistema productivo =-esta forma de coordinación actúa de manera similar a la de los sistemas kanban-. Si no se establece este buffer las piezas, después de que son enviadas a la instalación productiva, son empujadas a través de cada estación de trabajo hasta que llegan a la etapa cuello de botella. Este primer método, tendrá el mismo efecto de controlar los inputs de la instalación productiva basándose en la actividad de la estación cuello de botella, y requerirá menos información que la otra forma de funcionamiento. Cuando es el mercado el que constiruye la restricción las órdenes de los clientes son las que establecen el ritmo; entonces, en un sistema OPT toda la instalación productiva funciona como si fuera un sistema pull y se tira de los materiales a través de toda la fábrica. Por tanto, la TOC es flexible ya que considera que los cuellos de botella se pueden situar en cuaquier parte del sistema, a diferencia del JIT que considera que la etapa que constiruye la principal restricción del sistema productivo es la demanda del mercado. El funcionamiento de los sistemas kanban es similar, aunque con distintos esquemas de trabajo, al de los sistemas clásicos, puesto que ambos están diseñados para reponer el inventario tan pronto como éste se agote.
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