PLANIFICACIÓN JERÁRQUICA DE LA PRODUCCIÓN
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PLANIFICACIÓN JERÁRQUICA DE LA PRODUCCIÓN. Caso Industria de Concentrados. 2012 GUADALAJARA DE BUGA. Juan Pablo Orejuela Cabrera. VII JORNADA INGENIERÍ A INDUSTRIAL. "El Sastre Genial "..(1).

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2012 guadalajara de buga

PLANIFICACIÓN JERÁRQUICA DE LA PRODUCCIÓN

Caso Industria de Concentrados

2012 GUADALAJARA DE BUGA

Juan Pablo Orejuela Cabrera

VII JORNADA

INGENIERÍA INDUSTRIAL


2012 guadalajara de buga

"El Sastre Genial"..(1)

"Sastre Genial". Parece ser que un hombre había ido al sastre para que le hiciera un traje barato, pero cuando éste estuvo terminado y volvió a probárselo, no le quedaba nada bien.

Teniendo en cuenta que la chaqueta era demasiado ancha por la espalda, que la manga derecha era demasiado larga, que una pernera era demasiado corta y que le faltaban tres botones, el hombre estaba razonablemente disgustado.

"¡No hay problema"; dijo el sastre, "simplemente encorve la espalda, doble el brazo, ande cojeando y ponga sus dedos sobre los agujeros de los botones, y así estará perfecto!".


2012 guadalajara de buga

"El Sastre Genial"..(2)

Poniendo el cuerpo de forma que le quedara bien el traje y sintiéndose engañado por el sastre, el hombre se fue. No había andado todavía una manzana cuando se le acercó un desconocido.

"¿Quién le ha hecho ese traje?", preguntó el desconocido. "He venido al mercado buscando un nuevo traje para mí".

Sorprendido, pero agradecido por el cumplido, nuestro hombre señaló la sastrería.

"Bien, muchas gracias", dijo el desconocido apurando el paso. "Creo que iré a que me haga el traje ese sastre. ¿Por qué no?, ¡debe ser un genio para vestir a un lisiado como Vd."


2012 guadalajara de buga

Conceptualización BásicaDirección y Control de Producción

  • “Management”

    • Función y grupo de personas que la realizan.

    • “Sentido de laoptimizaciónde los recursos que dispone (o puede disponer) una organización, de manera que cumpla su finalidad (obtención de beneficiosen cualquier sentido), auxiliándose deherramientas, técnicas y de métodosymanejando los mismos con los adecuados conocimientos prácticos”.


2012 guadalajara de buga

Conceptualización BásicaDirección y Control de Producción


2012 guadalajara de buga

El SistemaDirección y Control de Producción

Mercado

Planificación

Control

Medición de resultados

Operaciones

y procesos

  • Productos

  • Bienes

  • Servicios

  • Insumos

  • Trabajadores

  • Gerencia

  • Equipo

  • Instalaciones

  • Materiales

  • Servicios

  • Tierra

  • Energía

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2012 guadalajara de buga

Conceptualización BásicaDirección y Control de Producción

El subsistema de planeación y control de la producción juega un papel importante en las empresas manufactureras, ya que es el encargado de coordinar los recursos disponibles de tal modo que se satisfagan las necesidades de los clientes, las expectativas económicas y las restricciones propias del sistema.

La planificación y control de la producción se reconoce como un problema extremadamente complejo [Motoa et all, 2007], debido a que involucra múltiples factores:



2012 guadalajara de buga

Sistemas de Organización de la Producción


2012 guadalajara de buga

(Flowshop)

(Jobshop)


2012 guadalajara de buga

Factores específicos

  • Cambios notables en el papel e importancia de las funciones de operaciones (manufactura).

  • Las operaciones como un arma competitiva.

  • Énfasis en el CIM y la fábrica del futuro como medios de conseguirlo.


2012 guadalajara de buga

Factores específicos

  • Los nuevos ambientes de fabricación: La vieja estrategia de la fabricación masiva, derivada de las nociones de economías de escala, no se ve actualmente como válida y se descarta a favor de estrategias que favorecen la flexibilidad, reducen el tiempo de ciclo de diseño para los nuevos productos y reducen el tiempo de ciclo de orden para el cliente.


2012 guadalajara de buga

Factores específicos

  • Incremento en la diversidad de productos

    • No más productos masivos uniformes.

    • Ofertar variedad.

    • Consumo personalizado.

    • Incremento notable en la tarea de diseño de procesos

    • Cambios frecuentes en los procesos puede ser una carga significativa.

    • Un desafío es mantenerse competitivo, aun incrementando las opciones y reduciendo los costos.


2012 guadalajara de buga

Factores específicos

  • Reducción en el ciclo de vida

  • Antiguo enfoque:

    • Ciclo de diseño y ciclo de fabricación, separados y secuenciales.

    • Diseño mejorado hasta entrar en producción.

    • Se esperaba una demanda alta y estable durante el tiempo suficiente para recuperar los costos iniciales, y generar utilidades.


2012 guadalajara de buga

Factores específicos

  • Hoy por hoy no hay períodos de demandas altas y estables.

    • Rediseños continuos del producto.

    • Ciclo de vida alterado continuamente (versiones mejoradas).

    • Por presiones de la competencia se deben mantener productos aun en fase de declinación.

    • Picos de alta demanda cortos.

  • Diseños de fábricas flexibles para acomodar nuevos diseños de los productos rápidamente sin incurrir en grandes costos.


  • 2012 guadalajara de buga

    Factores específicos

    • Cambios en las estructuras de costos

      • Costos de materiales, mano de obra directa, gastos generales.

      • Costos directos (mano de obra) para absorber los gastos generales.

      • ¿ Qué sucede cuando los costos de mano de obra directa caen por debajo del 5% del total del costo, como en las fabricas de electrónica? Simplemente, los costos directos no pueden ser más la base de los cálculos del costeo estándar.

        “ La combinación de una gran diversidad de productos, ciclos de vida de productos cortos y presiones para ponerlos rápidamente en el mercado, a dado origen a la economía de alcance.”


    2012 guadalajara de buga

    DISEÑO CONTRA PEDIDO - (ENGENEERING TO ORDER - ETO).- Diseño con base en contrato.- Lead Time Muy altos. Correcciones y modificaciones.

    FABRICACIÓN CONTRA PEDIDO - (MAKE TO ORDER- MTO).- MPS basado en pedidos en firme.- Lead Time esperados elevados.- Listas de materiales a la medida del cliente (Custom Order).- Los ítems del MPS son las ordenes del cliente.

    ENSAMBLE CONTRA PEDIDO-ASSEMBLY TO ORDER - ATO- Compra y fabricación de sub-ensambles en función de las previsiones.- Inventarios en bajas cantidades - Moderados. Algunos se realizan contra los pronósticos.- Lead Time esperados medio - Corto.- Lista de materiales por módulos según pedido.- Los Ítems del MPS son montajes u opciones.- La configuración final se realiza contra pedido del cliente.

    FABRICACIÓN CONTRA STOCK - (MAKE TO STOCK).- MPS basado en los pronósticos o previsiones. (Forecasting).- Rápida respuesta esperada.- Los ítems del MPS son normalmente productos terminados.- Típico de la industria de productos de consumo.



    2012 guadalajara de buga

    Formulación de un modelo monolítico de planificación

    Dificultades:

    • Esfuerzo en su construcción y solución

    • Explosión de variables y restricciones (cuanto más nos acercamos a situaciones reales más complejo es el modelo: estocasticidad)

    • Disponibilidad de datos de la demanda para todo el horizonte de tiempo manejado

    • Absorción de cambios en la demanda (recalcular la solución al modelo)

      • Cancelaciones de ordenes

      • Aceptación de nuevas ordenes

      • Absorción de cambios estocásticos asociados a los recursos (recalcular la solución al modelo)

      • Diferentes criterios asociados a la toma de decisiones


    2012 guadalajara de buga

    La Planificación Jerárquica de la Producción (PJP)

    Razones para implementar PJP

    • Entender el comportamiento de los sistemas (visión sistémica).

    • Reducción de la complejidad por descomposición del problema global (Ahorro computacional).

    • Absorción de los eventos aleatorios.

      • Sistemas monolíticos: resolver de nuevo todo el problema (Costo computacional).

      • Sistemas jerárquicos: se absorbe gradualmente.

    • Facilitar la construcción de los DSS.


    2012 guadalajara de buga

    La Planificación Jerárquica de la Producción (PJP)

    Características

    • HierarchicalProductionPlanning (HPP)

      • Hax y Meal, 1975

      • Bitran y Hax, 1977

    • Descomposición del problema global en subproblemas

    • Diferentes niveles jerárquicos de:

      • Toma de decisiones

      • Manejo de las entidades del sistema (productos y recursos)

      • Tiempo (horizontes y momentos)

        • Las decisiones se toman en diferentes momentos

    • Tratamiento agregado del tiempo y de los datos

      • Reducción del manejo de información innecesaria


    2012 guadalajara de buga

    La Planificación Jerárquica de la Producción (PJP)

    Características

    • Restricciones heredadas de niveles superiores.

    • Solución secuencial de arriba-abajo con retroalimentación.

    • Independencia de las decisiones.

    • Solución global= Solución de todos los subproblemas.

    “La arquitectura del sistema de planificación, el número de niveles de la jerarquía, los criterios de valoración de la calidad de los planes y el control a ser aplicados, son dependientes del problema”


    2012 guadalajara de buga

    Niveles en la PJP

    Estructura


    2012 guadalajara de buga

    Niveles en la PJP

    Características

    • Número: depende del sistema de producción

      • Niveles de decisión altos:

        • Grandes Lead Time

        • Grandes horizontes de planificación

        • Datos agregados

      • Niveles de decisión más bajos

        • Lead Time más cortos

        • Horizontes de planificación más cortos

        • Datos detallados

    • El problema de la agregación-descomposición


    2012 guadalajara de buga

    Formalización de un Sistema Jerárquico

    • Construcción de la jerarquía a partir de:

      • Tiempo

      • Estado de los datos (agregación-descomposición)

      • Decisiones requeridas

      • Criterios de valoración

    • Etapas de interdependencia de los niveles (subsistemas)

      • Anticipación

      • Instrucción

      • Reacción

        ChristophSchneeweiB


    2012 guadalajara de buga

    Arquitectura Generalizada de un Sistema Jerárquico

    Nivel superior

    Nivel inferior

    anticipado

    Realimentación

    expost

    Anticipación

    (influencia

    abajo-arriba)

    Instrucción

    (influencia

    arriba-abajo)

    Reacción

    (influencia

    abajo-arriba)

    Nivel inferior

    Sistema objeto


    2012 guadalajara de buga

    Formalización de un Sistema Jerárquico

    • Anticipación

      • Al encontrar una decisión factible en el nivel superior, se observa su impacto en el nivel inferior, el cual se maneja agregadamente en el nivel superior.

      • Concepto que distingue la planificación jerárquica de la planificación por niveles

      • Influencia abajo – arriba

      • Será mejor la decisión en el nivel superior, que ofrezca el mejor valor del Criterio y produzca el mejor efecto sobre el nivel inferior

    • Instrucción (restricción)

      • Transmisión al nivel inferior del mejor valor del criterio

      • Influencia arriba – abajo

    • Reacción

      • Realimentación del nivel inferior al superior

      • Influencia abajo - arriba


    2012 guadalajara de buga

    Grado de Anticipación

    Tipos de Anticipación

    Considera una posible reacción del nivel base con respecto a las instrucciones del nivel tope.

    Anticipación Reactiva

    Anticipación No Reactiva

    Ninguna reacción específica se toma en cuenta.

    Exacta Explicita

    Aproximada Explicita

    Implícita


    2012 guadalajara de buga

    Tipos de Anticipación

    • ANTICIPACIÓN REACTIVA

    • Anticipación perfecta

      • La estructura (matemática) del nivel inferior es perfectamente conocida.

      • El modelo anticipado del nivel inferior se valora con la información de to.

      • La anticipación perfecta es explicita puesto que anticipa el comportamiento actual del nivel inferior y es exacta puesto que la información conocida en el nivel superior es procesada exactamente.

    • Anticipación aproximada

      • Existe una función de anticipación que puede. ser tomada como una posible reacción del nivel inferior.

      • En contraste con anticipación perfecta, su cálculo se lleva a cabo usando algún procedimiento aproximado.


    2012 guadalajara de buga

    Tipos de Anticipación

    • ANTICIPACIÓN REACTIVA

    • Anticipación implícita:

      • En este caso, solo parte del nivel inferior es anticipado.

      • Solo se tiene alguna función AF = AF(IN), que describe solo algunas características de la posible reacción del nivel inferior.

      • El nivel superior debe asegurarse que las características consideradas le den robustez a sus decisiones .

    • ANTICIPACIÓN NO REACTIVA

      • No existe una función de anticipación

      • El nivel inferior no es tomado en cuenta a través de una relación de anticipación.

      • Algunas de las características del nivel inferior son consideradas en el modelo de toma de decisiones del nivel superior.

      • En todo caso se desconoce la reacción del nivel inferior a las instrucciones IN.


    2012 guadalajara de buga

    • Cada nivel N (nivel superior) tiene una función propia, y genera una decisión como resultado. Esta decisión se transmite al nivel N+1 (nivel inferior)

    • El nivel N+1 está restringido o se encuentra guiado por el nivel N.

    • El nivel N+1 normalmente considera un horizonte temporal más corto que el nivel N, y utiliza una información más detallada para tomar sus decisiones

    • Siempre que el nivel N se activa o ejecuta, los niveles inferiores se activan secuencialmente de manera que las decisiones de nivel superior queden reflejadas.

    • Siempre que un nivel de decisión se activa, normalmente obtiene información actualizada relacionada con sus variables de decisión.

    • Cada nivel tiene partes fijas del problema de decisión que no puede modificar (restricciones) y otros aspectos que sí puede manipular (decisiones).

    • Normalmente, el nivel N+1 proporciona realimentación al nivel N como un indicador de los resultados de las decisiones sobre el nivel inferior y un indicador de la calidad de la decisión tomada.


    2012 guadalajara de buga

    PROCESO DE PLANIFICACIÓN DE LA PRODUCCIÓN

    Fase

    Plan a Obtener

    Actividad Precisa (entre otras)

    GESTIÓN DE LA CAPACIDAD

    PLANIFICACIÓN EMPRESARIAL

    Estratégica

    Planificación a Largo Plazo

    Plan de Producción a Largo Plazo

    Planificación de la Capacidad a Largo Plazo

    Táctica

    Planificación Agregada o a Medio Plazo

    Plan Agregado de Producción

    Plan Agregado de Capacidad

    Programación Maestra

    Programa Maestro de Producción MPS

    Plan Aproximado de Capacidad RCCP

    Operativa

    Programación de Componentes

    Programación de Componentes

    Plan Detallado de Capacidad CRP

    Gestión de Talleres

    Gestión de Talleres

    Control de CapacidadControl de Prioridades

    Acciones de Compra

    Compras

    Ejecución y Control



    2012 guadalajara de buga

    • Coordinación entre los objetivos, planes y actividades de los niveles estratégicos, tácticos y operativos.

      • Relación de Restricción y dependencia entre niveles.

    • Clasificación de los niveles de planificación.

      • Muy Largo Plazo (3-5/ 5-15 años).

      • Largo Plazo (1-2/ hasta 10 años).

      • Mediano Plazo (Desde 6 meses hasta 5 años).

      • Corto plazo (3 meses hasta 12 meses).

      • Muy Corto plazo (2- 6 semanas).

      • Reactiva (control).

    • Tipos de unidades a usar por Nivel.

      • Líneas: Grupos de familias que comparten una misma tendencia de comportamiento en la demanda.

      • Familias: Grupos de productos que tienen similares requerimientos de demanda, así como necesidades de procesamiento, trabajos y materiales comunes.

      • Productos.

      • Componentes.


    2012 guadalajara de buga

    Muy Largo Plazo

    • Proyectos que atienden problemas de localización, tamaño, diseño de plantas, almacenes, nuevos productos.

    • Aspectos que complican este nivel:

      • Pronóstico de la demanda (necesidades de capacidad en el ML/P).

      • Escenarios posibles.

      • Tecnología disponible.

      • Obsolescencia de equipos y tecnología.

      • Comportamiento de la economía.

    • Cómo resolver el problema de pronóstico con este nivel de agregación.

      Largo Plazo

    • Implica:

      • Plan de ventas: Cifras de demanda que la empresa debería alcanzar para cumplir las metas económicas de la empresa.

      • Plan de Producción: Cantidades a producir por líneas de productos.

      • Plan financiero: Ingresos y gastos previstos. Financiación de estos últimos.

    • Estos tres planes conforman el plan de la empresa.

    • De nuevo, problemas con los pronósticos.


    2012 guadalajara de buga

    Mediano Plazo

    • Concretar aun más el Plan de Producción en el L/P.

    • Se busca establecer en unidades agregadas (familias) y con una periocidad menor (meses), los valores para variables productivas (Cantidades de productos, Inventarios, Nivel de M de O).

    • Se tiene en cuenta la capacidad disponible y se intenta cumplir el Plan de Pn de L/P al menor costo posible.

    • Arroja dos planes agregados (Producción y Capacidad).

    • Métodos actuales muy satisfactorios.

    • Al problema de agregación de la demanda se suma el de los recursos.

      Corto plazo

    • Se descomponen las familias en productos.

    • Incluye el MPS, la planificación de los requerimientos de materiales y capacidad, el establecimiento de las ordenes de trabajo y la fijación de las fechas de entrega.

    • Se busca establecer las necesidades netas.


    2012 guadalajara de buga

    Muy Corto Plazo

    • El nivel anterior traza un pronóstico de llegadas al sistema de Scheduling, Fechas de entrega y cantidades de trabajo (ordenes de producción).

    • Desaparece el problema de los pronósticos y necesidades de agregación, pero surge la necesidad de considerar las restricciones heredadas de los niveles superiores.

      Planificación Reactiva / Control

    • Responde a los problemas de emergencias tales como paradas de máquinas, faltantes de materiales o retrasos

    • Aparecen restricciones no consideradas en los niveles anteriores

    • El problema es predecir las fallas de equipos, faltantes en materiales, ausencias de personal, ....


    2012 guadalajara de buga

    Previsiones (pronósticos) de la demanda

    • L/P: Los pronósticos deben abarcar el mismo horizonte temporal del plan de la Empresa (Plan de Ventas, Plan de Producción y Plan Financiero), con períodos de revisión trimestrales (en algún caso meses). Se manejan líneas de productos.

    • M/P: Se desagregan las líneas en familias para realizar la planificación táctica y establecer las necesidades de productos por meses en unidades agregadas (familias). Es la base de preparación del Plan Agregado.

    • C/P: Previsiones en unidades de productos y componentes completos. Períodos normalmente semanales.

    • El sistema de previsiones debe tener consistencia

    • La agregación disminuye el grado de error. Errores en grupos agregados son menores. Al aumentar la periodificación se incrementa el error.

    • Se necesita alguna medida para valorar la calidad de los pronósticos (error)  Definición de indicadores


    2012 guadalajara de buga

    Nivel Producción

    Agregado

    Planificación

    agregada

    de partes

    Planificación

    agregada

    de productos

    Pronóstico

    agregado

    Restricciones

    de capacidad

    Restricciones

    de capacidad

    Plan de capacidad

    Plan de capacidad

    Planificación

    detallada

    de partes

    Planificación

    detallada

    de productos

    Pronóstico

    agregado

    Nivel

    Detallado

    Planificación

    detallada

    Planificación

    detallada

    Inventario

    de producto

    terminado

    Fabricación

    de partes

    Inventario

    de partes

    Ensamble

    Mercado

    Materiales

    Modelo conceptual de un Sistema Jerárquico de Planificación Para un proceso en dos etapas


    2012 guadalajara de buga

    Pronóstico de la demanda y ordenes Producción

    Plan de

    producción

    semanal de cada

    producto final

    PLANIFICACIÓN GENERAL DE LA

    PRODUCCIÓN (NIVEL 4A)

    MASTER PRODUCTION SCHEDULING

    MPS

    Capacidad

    de la planta

    Requerimientos

    de producción

    semanal en

    cada proceso

    PROGRAMACIÓN DETALLADA DE LA

    PRODUCCIÓN (NIVEL 3)

    PRODUCTION REQUIEREMENT

    PLANNING (PRP)

    Capacidades

    de los

    procesos

    Programa

    de operación

    detallado

    Restricciones

    de las

    operaciones

    OPTIMIZACIÓN (NIVEL 2)

    PRODUCTION SEQUENCING

    AND SCHEDULING (PSS)

    Control digital directo (PAC)


    2012 guadalajara de buga

    Modelo Conceptual de Planificación Jerárquica Sistema ProducciónMake-to-Order

    Programación

    Maestra de Producción

    Ajustada por capacidad

    Programa de

    ordenes enfasadas

    Implementado

    Expost feedback

    Hitos

    Loteo multinivel

    ajustado por capacidad

    Capacidades de

    los recursos

    Ex ante feedback

    Tamaño

    de lotes

    Planificación de

    la capacidad y el tiempo

    Programa

    implementado

    de máquinas

    Expostfeedback

    Ordenes enfasadas (en el tiempo)

    Planificación

    Fina


    2012 guadalajara de buga

    Planificación por Niveles no Jerárquica Producción

    Plan Agregado

    Plan de Requerimiento de Recursos

    Gestión de la Demanda

    Pronósticos

    Programa Maestro Producción

    Planeación Aproximada de Capacidad

    Órdenes de Clientes

    Planeación Requerimientos de Materiales

    Planeación Requerimientos de Capacidad

    Control BOM

    Control Inventario

    Compras

    PAC

    Despachos

    Control I/O


    2012 guadalajara de buga

    Observaciones Producción

    • Conciliación entre el trabajo académico y la experiencia práctica.

    • Sistemas de planificación más potentes y robustos.

    • Manejo de la complejidad y racionalización de la toma de decisiones.

    • PJP abre las puertas a la construcción de potentes DSS que integren las más selectas técnicas de programación de proyectos.

    • Grandes posibilidades de investigación.


    2012 guadalajara de buga

    PLANIFICACIÓN JERÁRQUICA DE LA PRODUCCIÓN Producción

    SANTA MARTA 2010

    Caso: Industria de Concentrados


    2012 guadalajara de buga

    Introducción Producción

    En el desarrollo de la propuesta se plantean dos niveles de planeación y a cada uno de ellos se le asocia un modelo de solución, lo cual permite tratar los sub-problemas con un cierto nivel de independencia pero manteniendo flujos de información entre ellos, lo cual simplifica y facilita el proceso de toma de decisiones.


    2012 guadalajara de buga

    Problema Producción


    2012 guadalajara de buga

    Problema Producción

    En la industria de concentrados a partir de un conjunto de varias materias primas se fabrican diferentes productos para la alimentación de animales, tales productos resultado de las mezcla de las materia primas deben cumplir con unos requerimientos nutricionales propios de la dieta de cada animal según su ciclo de vida y su destinación productiva.

    La planta de fabricación compromete diferentes máquinas que son empleadas en el proceso de manufactura y el uso de cada una de ellas depende de la selección de materias primas que se haya realizado para la producción de cada uno de los bienes.


    2012 guadalajara de buga

    Problema Producción

    Para este proceso en particular se manejan tres máquinas importantes:

    El molino: es la máquina encargada de moler las materias primas para que puedan dar el tamizaje requerido por el producto.

    La dosificadora: es la encargada de pesar las cantidades de cada materia prima que harán parte de la mezcla

    La mezcladora: es la máquina encargada de combinar las materias primas para que la mezcla sea homogénea


    2012 guadalajara de buga

    Problema Producción

    Se desea realizar la planeación de la producción desde el mediano al corto plazo, es decir partiendo de un plan de fabricación se obtiene un programa de producción (del plan táctico al plan operativo).

    • Para ello se considera un horizonte de planeación constituido por diferentes períodos de tiempo.

    • Para cada período de tiempo se asumen conocidas las demandas de cada uno de los productos y los precios de cada una de las materias primas.


    2012 guadalajara de buga

    Problema Producción

    Se desea calcular:

    • Cantidad a fabricar de cada uno de los productos terminados

    • Cantidad a comprar de cada una de las materias primas

    • Secuencia de producción de los lotes resultantes

      El objetivo de la solución del problema de planeación y control de producción es la minimización de los costos totales de producción constituidos por:


    2012 guadalajara de buga

    Propuesta Metodológica Producción

    En el diseño de la jerarquía se consideran dos niveles de planeación.

    • El primer nivel o nivel táctico es el encargado de las decisiones de la mezcla de materia prima para cada producto final, la compra de materias primas y la planeación de la fabricación de los productos.

    • El segundo nivel o nivel operativo es el encargado de la definición del programa de producción, tanto para lotes de producto terminado que se consumirán en el mismo período como para los lotes de producto terminado que se consumirán en períodos futuros(dos etapas).


    2012 guadalajara de buga

    Propuesta Metodológica Producción

    Principales elementos de cada nivel


    2012 guadalajara de buga

    Propuesta Metodológica Producción

    • El otro elemento importante en la jerarquía es la instrucción o influencia del nivel superior la cual se evidencia en la definición de órdenes de trabajo que el nivel inferior debe cumplir para satisfacer los requerimientos del nivel superior.

    • En cada nivel el problema de toma de decisiones se representa con un modelo de programación lineal y los resultados del nivel superior bajan al nivel inferior mediante un modulo de programación que proporciona toda la información requerida para que el nivel inferior reciba las instrucciones de acuerdo a su propio nivel de agregación.

    • El modelo jerárquico considerado se fundamenta en la anticipación de la mezcla y las capacidades de las maquinarias, y en la reacción que tiene el nivel inferior al presentar funciones objetivo que el nivel superior realiza al considerar la relación entre la definición de costo muy altas cuando se presenta la no factibilidad de la decisión del nivel superior.


    2012 guadalajara de buga

    Modelos del Nivel Producción Superior

    Variables de decisión

    X1ptu ≥ 0: Cantidad a fabricar del producto “p” en el período t para atender la demanda del período u, (en Kg), u >= t

    X2rut≥ 0: Cantidad de la materia prima “r” a comprar en el período u para atender la producción en el período t. (en Kg), u <= t

    b1pt≥ 0: Variable binaria que toma en el valor de 1 si en un período t se ordena fabricar el producto “p”, es decir bpt= 1 si al menos un x1ptu > 0 para cualquier período t.


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    Modelos del Nivel Producción Superior

    Variables de decisión

    b2rt≥ 0: Variable binaria que toma en el valor de 1 si en un período t se ordena comprar la materia prima “r”, es decir b2mt= 1 si al menos un x2rtu > 0 para cualquier período t.

    b22t≥0: Variable binaria que toma en el valor de 1 si en un período t se ordena comprar al menos una materia prima, es decir b22t= 1 si al menos un b2mt > 0 para cualquier materia prima “r”.

    fprt≥0: (Fórmula) Cantidad de materia prima “r” a emplear en la fabricación del producto “p” en el período t,(en Kg)


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    Estructura Producción del Nivel Inferior


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    Resultados Producción

    Para el análisis de los resultados, lo primero que se buscará validar, es la hipótesis de que vale la pena incurrir en un mayor costo en el problema de mezclas, para obtener algunos beneficios al momento de resolver el problema de Scheduling. Para ello, se realizó el siguiente experimento:

    Se resolvió el problema de mezclas con capacidad ilimitada y se encontró el nivel máximo de capacidad requerida para resolver el problema a menor costo. A partir del límite superior de la capacidad, esta se hizo decrecer de mil en mil minutos hasta donde el problema de nivel superior fue no factible. Posteriormente se refina el límite inferior de factibilidad decreciendo de 10 en 10 minutos la capacidad de cada máquina.


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    Resultados Producción

    En total se realizaron 24 iteraciones del modelo jerárquico, 16 de ellas decreciendo la capacidad de 1000 en 1000 minutos y 8 decreciendo de 10 en 10 minutos. El tiempo total de corrida en un computador Pentium II de 500MHz fue de 8 minutos.

    En la siguiente figura, se presentan los costos totales, compuestos por los costos asociados al problema de nivel superior y los asociados al problema de nivel inferior.


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    Conclusiones Producción

    • La primera conclusión y tal vez la más importante, es que si bien es cierto que con el enfoque propuesto no se determina la solución óptima del problema, se realiza un buen acercamiento en términos de formalización del mismo. Según la investigación realizada no hay evidencias en términos de resolver de manera integrada el problema descrito en esta investigación, pero se tiene claro que solo el problema de scheduling dinámico resultante es Strongly NP-Hard, lo cual nos indica que cualquier acercamiento en términos de modelar y abordar el problema con herramientas de investigación de operaciones ya una gran ganancia.

    • Como modelo de planeación de la producción, el enfoque propuesto integra el programa maestro de producción (MPS), con la planeación de requerimientos de la producción (MRP). Para el caso de este ambiente de fabricación, esta integración es una propuesta novedosa, ya que los sistemas MRP requieren de listas de materiales fijas, pero para este caso la lista de materiales es dinámica en la medida que es posible reconfigurar el conjunto de materias primas que harán parte de la dieta.


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    • [Alemany y otros, 2001], Alemany M.E., “Proceso de Agregación de la Información para una Empresa del Sector Cerámico”, Report Interno Grupo GIP, Universidad Politécnica de Valencia, 2001e

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    • [Casas, 2001], Casas, J., Programación de un algoritmo de resolución para el problema de planificación de producción a nivel de tipos para un SPJP, Universidad Politécnica de Valencia, 2001.

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