Concepción de un procedimiento para la planificación y control de la producción haciendo uso de herramientas matemáticas

Tamayo García, Amelia; Urquiola García, Idalianys Article Concepción de un procedimiento para la planificación y control de la producción haciendo uso de herramientas matemáticas Revista de Métodos Cuantitativos para la Economía y la Empresa Provided in Cooperation with: Universidad Pablo de Olavide, Sevilla Suggested Citation: Tamayo García, Amelia; Urquiola García, Idalianys (2014) : Concepción de un procedimiento para la planificación y control de la producción haciendo uso de herramientas matemáticas, Revista de Métodos Cuantitativos para la Economía y la Empresa, ISSN 1886-516X, Universidad Pablo de Olavide, Sevilla, Vol. 18, pp. 130-145 This Version is available at: https://hdl.handle.net/10419/113881 Standard-Nutzungsbedingungen: Die Dokumente auf EconStor dürfen zu eigenen wissenschaftlichen Zwecken und zum Privatgebrauch gespeichert und kopiert werden. 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If the documents have been made available under an Open Content Licence (especially Creative Commons Licences), you may exercise further usage rights as specified in the indicated licence. http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/es/ REVISTA DE M´ ETODOS CUANTITATIVOS PARA LA ECONOM´ IA Y LA EMPRESA (18). P´aginas 130–145. Diciembre de 2014. ISSN: 1886-516X. D.L: SE-2927-06. URL: http://www.upo.es/RevMetCuant/art.php?id=99 Concepci´on de un procedimiento para la planificaci´on y control de la producci´on haciendo uso de herramientas matem´aticas Tamayo Garc´ ıa, Amelia Instituto Superior Polit´ecnico “Jos´e Antonio Echeverr´ıa” La Habana (Cuba) Correo electr´onico: [email protected] Urquiola Garc´ ıa, Idalianys Instituto Superior Polit´ecnico “Jos´e Antonio Echeverr´ıa” La Habana (Cuba) Correo electr´onico: [email protected] RESUMEN Las empresas manufactureras requieren de cambios radicales para lograr la cantidad y calidad requerida de sus producciones y responder a las necesidades del mercado con rapidez, siendo imprescindible para ello una correcta selecci´on del sistema de planificaci´on y control de la producci´on. La aplicaci´on pr´actica de una u otra herramienta depende de la clasificaci´on del sistema productivo. Los autores no conocen que exista en la actualidad un procedimiento que permita la selecci´on de la herramienta matem´atica de planificaci´on y control m´as correcta para aplicarla en una determinada empresa manufacturera. El procedimiento propuesto en este art´ıculo permite a las empresas identificar y seleccionar la herramienta matem´atica que m´as se ajuste a sus necesidades, propiciando un mayor enfoque al cliente, un aumento del nivel de gesti´on de la producci´on, un incremento del nivel de gesti´on de la empresa y un empleo m´as eficiente de los recursos. Palabras clave: sistemas de producci´on; planificaci´on de la producci´on; herramientas matem´aticas; horizontes de planificaci´on. Clasificaci´on JEL: C63. MSC2010: 90B90. Art´ıculo recibido el 23 de octubre de 2014 y aceptado el 27 de noviembre de 2014. 130 Design of a Process for Planning and Controlling Production by Using Mathematical Tools ABSTRACT Manufacturing companies require radical changes to achieve the required quantity and quality of their products and respond to market needs quickly. This issue is essential for a correct selection of the planning and control of production. The practical application of a specific tool depends on the classification of their productive system. Currently, to authors knowledge, there is no procedure that allows the selection of a suitable planning tool to be applied in a certain manufacturing company. The proposed procedure allows the companies to identify and to select the mathematical tool that it is best adjusted to its necessities, propitiating a bigger focus to the client, an increase of the level of management of the production, an increase of the level of management of the company, and a more efficient utilization of the resources. Keywords: production systems; planning and control of production; mathematical tools; horizons of planning. JEL classification: C63. MSC2010: 90B90. 131 132 1. INTRODUCCIÓN Las empresas manufactureras requieren de cambios radicales para lograr la cantidad y calidad requerida de sus producciones y responder a las necesidades del mercado con rapidez, siendo imprescindible para ello una correcta selección del sistema de planificación y control de la producción que le permita responder con mayor eficacia a los retos que le imponen los factores internos y externos del entorno. En la literatura sobre el tema (Crespo y García, 1996; Hernández y Téllez, 2000; Mula, Poler et al., 2002; Mula, Poler et al., 2005) aparecen diferentes herramientas de planificación y control que se han estado empleando en el curso de los años en las empresas manufactureras. Así, podemos citar el sistema MRP y MRP II, el sistema CONWIP o la programación lineal, entre otros. La aplicación práctica de uno u otro sistema depende del comportamiento de diversas variables que caracterizan a los sistemas de producción y de la clasificación de los mismos. Sin embargo, las clasificaciones que se proponen en la literatura constituyen un conjunto amplio y heterogéneo, lo que limita su potencial utilidad (Gutierrez, Rivera et al., 2012). El estudio de la literatura especializada sobre el tema permite definir, entonces, el problema que afronta la presente investigación: a juicio de los autores no existe un procedimiento, método o modelo que permita la selección de la herramienta matemática más adecuada para la planificación de la producción. Por tal motivo, en este trabajo se pretende demostrar la necesidad de la utilización de herramientas cuantitativas en el proceso de planificación y control de la producción y se presenta la concepción del procedimiento propuesto para la selección de la herramienta cuantitativa correcta para llevar a cabo la planificación y control de la producción. 2. MARCO METODOLÓGICO Se entiende por sistema de producción como la interrelación de elementos y recursos, organizados y regulados, que tienen como finalidad la fabricación de un producto o la prestación de un servicio que compense las necesidades del cliente, logrando en la fábrica una mayor productividad, es decir, una mayor relación entre la cantidad de bienes y servicios producidos y la cantidad de recursos utilizados. La realidad industrial es compleja y presenta una amplia variedad de situaciones, lo que ha llevado a clasificar los tipos de fabricación utilizando distintos criterios. Una de las clasificaciones más conocidas es según el flujo de producción, adoptándose dos categorías:  Sistemas de producción pull.  Sistemas de producción push. Se considera pull a un sistema donde la demanda del producto final inicia el flujo de materiales a través de todo el sistema de producción. Se destaca el uso de “en tiempo real” para controlar el trabajo en los proceso y los inventarios. Los sistemas pull proporcionan visibilidad 133 de las operaciones, haciendo hincapié en bajos inventarios y tamaños de lotes pequeños (Mora, Tobar et al., 2012). En la Figura 1 se observa el esquema típico de un sistema de producción tipo pull. Figura 1. Esquema de un sistema de producción pull Fuente: Marín y Delgado (2000) Según Tamayo (2012), el sistema push actúa lanzando órdenes de producción o de compra cuando las necesidades reales aún no se han producido; podría dar lugar a situaciones de sobredimensionamiento del stock, obsolescencia de artículos y otros problemas causados como consecuencia de la actuación de las demoras de fabricación y las políticas de abastecimiento seguidas. En la Figura 2 se puede observar la estructura de un sistema de producción push. Figura 2. Esquema de un sistema de producción push Fuente: Marín y Delgado (2000) Los sistemas productivos no pueden cumplir efectivamente con su objetivo fundamental de producir bienes si no realizan una adecuada planificación de la producción. Se puede decir que la planificación de la producción está enfrentando las tareas más estimulantes todos los días. Los productos cada día son más complejos y los sistemas manuales están siendo reemplazados con máquinas complicadas. En resumen, el mundo está pasando por una revolución de tecnología y los sistemas de conocimientos se están volviendo más dominantes. Además, los 134 ambientes de fabricación tradicionales están convergiendo en la fabricación conocimientos basada en sociedades entendidas (Garza y González, 2004). Según Fuente (2006), la planificación de la producción no es más que, dada la previsión de ventas para un horizonte de tiempo, hallar la combinación de producciones, de stocks y de recursos globales de la empresa que consiguen cumplir con la demanda de la mejor forma posible. 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 consecuencia 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 (Turgay, Kubat et al., 2007). Existen disímiles sistemas y herramientas que permiten efectuar la planificación y control de la producción tales como: MRP (planificación de requerimientos materiales), HPP (planificación jerárquica de la producción), Kanban/JIT (just in time o justo a tiempo), CONWIP, PL (programación lineal), entre otras herramientas. A continuación se comentan las más ahondadas en la literatura. MRP (Planificación de los Requerimientos Materiales) Un sistema MRP transforma un plan maestro de producción (MPS) en un programa detallado de necesidades de materiales y componentes requeridos para la fabricación de los productos finales utilizando, para ello, las listas de materiales. El MRP se basa en dos conceptos fundamentales: la explosión bruto a neto y la programación hacia atrás de las necesidades. La planeación de requerimientos de materiales es un sistema de información que se usa para planear y controlar los procesos de manufactura. Existen 3 tipos de sistema de MRP:  Tipo I, un sistema de control de inventarios.  Tipo II, un sistema de control de la producción y de los inventarios.  Tipo III, un sistema de planeación de los recursos de manufactura. Cada uno de estos sistemas aumenta el alcance y el uso de la planeación de requerimientos de materiales (Jacobs y Weston, 2007). HPP (Planificación Jerárquica de la Producción) El HPP difiere marcadamente del MRP y no ha conseguido el mismo grado de aceptación. Si bien el MRP podría considerarse como un procedimiento jerárquico, la HPP lo es realmente y se basa en la división del problema de la planificación de la producción en varios niveles. Las ventajas principales de la HPP son la reducción de la complejidad y la posibilidad de tratar con información incompleta. Existen estructuras diferentes para las arquitecturas de HPP que dependen del tipo de planificación. Presentan una estructura para sistemas pull basada sobre 135 la limitación de la capacidad. En cuanto a las limitaciones del modelo de HPP, se consideran las siguientes: el modelo no es aplicable a un sistema de múltiples etapas, en el que cada pieza sufre más de una operación durante su producción; solo se considera un único recurso. Esta es una limitación importante, ya que la mayoría de los casos prácticos implican más de un recurso productivo (Mora, Tobar et al., 2012). KANBAN (tarjeta de información) Los entornos de producción JIT están caracterizados por el trabajo en pequeños lotes y el control de la producción por medio de un sistema de información denominado Kanban. En japonés, “Kanban” significa “etiqueta de información”. La etiqueta Kanban contiene información que sirve como orden de trabajo. En otras palabras, es un dispositivo de dirección automático que nos da información acerca de qué se va a producir, en qué cantidad, mediante qué medios y cómo transportarlo. El objetivo principal es satisfacer la demanda real del público consumidor, al mismo tiempo que minimizar los tiempos de entrega, la cantidad en stock y los costos. Permitir que sea el mercado quien tire de las ventas, que sea el pedido el que ponga en marcha la producción, y no la producción la que se ponga a buscar un comprador. Es por esto que Kanban es considerado como un sistema de control de producción del tipo pull. CONWIP (inventario constante en proceso) La mayoría de los autores utilizan el término CONWIP para referirse a los sistemas que tratan de mantener constante el inventario en proceso. Por tanto, el objetivo de este sistema es reducir el inventario, con lo que se reducen los costes, pero manteniendo una tasa de salida razonable. Esto se puede conseguir aplicando la filosofía de “inventario constante en proceso”. El sistema CONWIP emplea tarjetas para controlar el nivel de inventario en proceso. Las tarjetas son asignadas a cada pieza al comienzo de la línea. Cuando la pieza es procesada en la última estación, la tarjeta es liberada para ser de nuevo enviada al comienzo de la línea, donde será asignada a otra pieza para ser procesada. Ninguna pieza puede entrar en la línea sin que esté acompañada de su tarjeta (Rodríguez, Framiñán et al., 2002). Programación Lineal La Programación Lineal, en este contexto, puede verse como un procedimiento o algoritmo matemático mediante el cual se resuelve un problema indeterminado, formulado a través de ecuaciones lineales, optimizando la función objetivo, también lineal. Básicamente, consiste en optimizar (minimizar o maximizar) una función lineal, denominada “función objetivo”, de tal forma que las variables de dicha función estén sujetas a una serie de restricciones que expresamos mediante un sistema de inecuaciones lineales. Presenta restricciones, además de las 136 funciones objetivos, que buscan que la variable de decisión se ajuste a las características del problema en cuestión. La Programación Lineal es una herramienta fundamental de planificación, aunque una de sus limitaciones más relevantes es el requerimiento de que toda la información se conozca con certidumbre, algo que no siempre es posible suponer. Modelos de simulación Los modelos de simulación, aunque pueden representar una gran variedad de problemas, no pueden ser usados efectivamente para optimizar un problema dado, sino más bien para evaluar una medida de desempeño (Mula, Poler et al., 2004). La simulación de sistemas es una poderosa herramienta para la toma de decisiones permitiendo: predecir el resultado de las acciones que se tomen sobre el proceso o sistema de control, identificar áreas problemáticas antes de la implantación del sistema, evaluar ideas y su viabilidad, e identificar sus ineficiencias, optimizar los procesos, etc. Todas las herramientas antes mencionadas, y aún otras más, permiten llevar a cabo la planificación de la producción, pero no todas pueden ser aplicadas en todo tipo de empresas ni de situaciones. Sin embargo, el estudio de la literatura ha arrojado que no existe todavía un procedimiento eficiente que permita a las entidades identificar qué herramienta cuantitativa es la que más se ajusta a sus características y cumple con los objetivos trazados por la entidad. Esto ha llevado, en ocasiones, a que las entidades no se auxilien de herramientas matemáticas para planificar y controlar sus producciones, provocando consecuentemente la ineficiencia de estos procesos en la práctica. 3. CONCEPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO El procedimiento diseñado en este artículo constituye una primera versión y podrá ser perfeccionado a medida que su uso se extienda en organizaciones, en las que por sus particularidades pudieran surgir limitantes para la aplicación de alguno de los pasos propuestos en el mismo. 3.1. Premisas, objetivos y principios del procedimiento Para que un procedimiento sea eficaz desde su concepción hasta su posterior desarrollo e implementación, este debe cumplir con dos aspectos fundamentales: estar integrado a la gestión de la organización (debiendo para ello tener en cuenta un conjunto de estrategias y objetivos) y, a su vez, tener en consideración las bases teóricas para diseñar procedimientos, lo que se sustenta en especificar un conjunto de premisas y principios que justifican e identifican a la organización con los resultados que de su aplicación se deriven. 137 3.1.1. Premisas del procedimiento Las organizaciones que decidan aplicar el procedimiento deben garantizar, para el éxito del mismo, el cumplimiento de las siguientes premisas: 1. Cualquiera que sea el sistema de planificación y control de la producción que se quiera implantar, es imprescindible que este vaya acompañado por el impulso y el apoyo continuo de la alta dirección de la empresa. 2. La alta dirección debe diseñar un adecuado plan de formación y capacitación para toda la empresa que permita conocer las ventajas que se pueden obtener del sistema que se está implementando, así como también sus puntos débiles, con la finalidad de mitigar sus inconvenientes. 3. Contar con la información de entrada necesaria para cada etapa del procedimiento. 3.1.2. Objetivo del procedimiento Dotar a los directivos y profesionales de empresas manufactureras de un procedimiento que les permita seleccionar, según las características específicas de cada empresa y las condiciones en que las mismas operan, qué herramientas matemáticas son las que mejor se ajustan para llevar a cabo la planificación y control de la producción. 3.1.3. Principios del procedimiento El procedimiento de planificación está basado en los siguientes principios: 1. Enfoque al cliente: las organizaciones dependen de sus clientes y, por lo tanto, deberían comprender las necesidades actuales y futuras de los clientes, satisfacer los requisitos de los clientes y esforzarse en exceder sus expectativas. 2. Enfoque basado en procesos: relaciona los recursos y actividades como un proceso, dando un resultado más eficiente para la organización. 3. Enfoque basado en hechos para la toma de decisión: se basa en hechos ocurridos anteriormente, que brindan fiabilidad para el proceso de toma de decisiones. 4. Mejoramiento continuo: mejora los resultados obtenidos, contribuyendo a elevar la eficiencia de la utilización de los recursos, introduciendo nuevas alternativas que permitan evaluar el funcionamiento del sistema y su respuesta. 5. Flexibilidad: permite realizar cambios dentro del procedimiento a partir de la mejora continua, para ajustarlo a los cambios de la organización. 3.2. Fases del procedimiento El procedimiento está formado por cuatro fases; en la Figura 3 se representa cada una de las fases atendiendo al orden secuencial en que son ejecutadas en el tiempo, así como las interrelaciones entre las mismas. 144 Figura 4. Fragmento de la salida del WinQSB Tabla 5. Resultados obtenidos de la aplicación del procedimiento Caso de estudio Puntuación obtenida Objetivo Herramienta seleccionada Resultados obtenidos Problema 1 (Urquiola, 2014) 4,00000007 Planificar la producción Programación Lineal 99% de aprovechamiento de la capacidad instalada; inventarios por encima del stock mínimo de seguridad; disponibilidad de todos los surtidos en cámara 5. DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES Aunque creemos que se debe continuar validando el procedimiento descrito (y así animamos a los lectores), los resultados obtenidos en esta primera versión con los problemas estudiados muestran que la correcta selección de la herramienta de planificación o control pueden ser de gran utilidad para las organizaciones y contribuir a incrementar los indicadores de estas y a elevar el servicio que las mismas brindan al cliente.  El procedimiento propuesto puede ser aplicado a cualquier empresa manufacturera que cumpla con las premisas planteadas.  El procedimiento propuesto integra las herramientas matemáticas de planificación y control de la producción con los horizontes de planificación y la clasificación de los sistemas productivos atendiendo a la forma de administrar el flujo de producción.  El procedimiento consta de cuatro fases, en las que se incluyen 7 herramientas que pueden ser empleadas para la planificación o el control de la producción. 145 REFERENCIAS Aragonés, B.P. 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