Sistemas de Planificación de la Producción: MRP, ERP y Secuenciación de Operaciones
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MRP (Planificación de Requerimientos de Materiales)
Filosofía Central
El MRP es una disciplina operativa que busca dejar de "apagar incendios" en la bodega y pasar a una planificación proactiva basada en información calculada. Responde a tres preguntas clave: qué pedir, cuánto pedir y cuándo pedir.
Conceptos Clave
Demanda Independiente: Es la demanda del producto final (por ejemplo, un kit o una mesa). Depende directamente del mercado, presenta incertidumbre y, por lo tanto, se pronostica.
Demanda Dependiente: Es la demanda de los materiales y componentes que conforman el producto padre (por ejemplo, vendajes o tornillos). No tiene incertidumbre porque se calcula matemáticamente multiplicando la cantidad de productos padres por su receta.
BOM (Bill of Materials): Es la lista de materiales o "receta industrial" que muestra de forma jerárquica cómo se compone un producto por niveles (donde el Nivel 0 representa el producto final).
Low-Level Coding (Código de Nivel Bajo): Es una regla de procesamiento que obliga al sistema a calcular los requerimientos de un componente compartido siempre en su nivel más bajo dentro de la estructura del producto. Su objetivo es consolidar las necesidades totales y evitar la compra duplicada del mismo componente en momentos diferentes.
Mecánica del MRP
Netting (Cálculo de Necesidades Netas): Consiste en descontar las existencias actuales en bodega para evitar compras excesivas.
Fórmula: Necesidad Neta = Requerimiento Bruto - Inventario Disponible - Recepciones Programadas
Offsetting (Desfase Temporal): Consiste en retroceder en el calendario para emitir la orden al proveedor con la anticipación adecuada.
Fórmula: Semana de Liberación = Semana de Recepción Planificada - Lead Time (Tiempo de entrega)
Técnicas de Loteo (Decisión Financiera)
L4L (Lote por Lote): Se solicita exactamente la cantidad faltante para cada periodo. Mantiene el costo de almacenamiento cercano a cero, pero incrementa el costo de preparación (Setup) debido a la alta frecuencia de pedidos.
EOQ (Lote Económico): Agrupa pedidos buscando el equilibrio matemático óptimo entre el costo de pedir y el costo de mantener inventario.
Fórmula: EOQ = √ [ (2 * Demanda Anual * Costo de Pedir) / Costo de Mantener Anual ]
POQ (Period Order Quantity): Establece un ritmo constante agrupando los pedidos necesarios para cubrir intervalos fijos de tiempo.
Modelo Wagner-Whitin: Es una técnica de optimización compleja basada en programación dinámica que evalúa todo el horizonte de planificación para demandas con alta variabilidad.
Puntos Ciegos y Factory Physics
El MRP tradicional asume que la capacidad de la fábrica es infinita y que los tiempos de entrega son fijos. Dado que la realidad presenta variabilidad, el ingeniero debe proteger el sistema utilizando Buffers (amortiguadores) de inventario (Stock de seguridad), de tiempo (Safety Time) o de capacidad de respaldo.
MRP vs. JIT: El MRP es un sistema de planificación centralizado que empuja la producción (Sistema Push); el JIT/Kanban es un sistema descentralizado visual que jala la producción según el consumo real (Sistema Pull). Ambas son herramientas complementarias.
ERP Y CRP (Integración y Capacidad)
Filosofía Central
Un plan de materiales o comercial es solo una intención teórica hasta que se valida contra los recursos físicos reales de la planta. El CRP actúa como el contraste de realidad del plan maestro.
ERP (Enterprise Resource Planning)
Es el sistema operativo y núcleo de información de la empresa (por ejemplo, el software SAP). Su principal valor teórico es eliminar los silos funcionales. Al centralizar los datos, una transacción en Ventas actualiza simultáneamente el Inventario, la orden de Producción, la Logística y la Contabilidad, garantizando una "sola verdad operacional".
Impacto Financiero: El ERP reduce el ciclo Cash-to-Cash (Conversión de Efectivo) al disminuir los días que el capital permanece inmovilizado en inventario o en cuentas por cobrar.
CRP (Capacity Requirements Planning)
Es el proceso que traduce las órdenes de producción calculadas por el MRP (unidades) a horas estándar de trabajo por cada máquina o centro de operaciones.
Carga Exigida: Es el tiempo total que demandan las órdenes programadas.
Fórmula: Carga = Σ [ Tiempo de Setup + (Cantidad de Piezas * Tiempo de Proceso por Pieza) ]
Capacidad Real: Es el tiempo neto que los recursos realmente pueden operar.
Fórmula: Capacidad Real = Horas Nominales * Porcentaje de Utilización * Porcentaje de Eficiencia
Regla de Decisión: Si la Carga es mayor que la Capacidad Real, el plan es inviable físicamente y requiere acciones correctivas (horas extra, subcontratación o reprogramación de pedidos).
Jerarquía de la Planificación de Capacidad
RRP (Resource Requirements Planning): Largo plazo. Evalúa decisiones estratégicas como la expansión de plantas o infraestructura.
RCCP (Rough-Cut Capacity Planning): Mediano plazo. Valida de forma agregada si el Plan Maestro de Producción (MPS) es viable.
CRP (Capacity Requirements Planning): Corto plazo. Valida detalladamente las órdenes semanales emitidas por el MRP en el piso de planta.
Síndrome del Lead Time (Física Industrial)
Es un círculo vicioso destructivo: cuando un taller se atrasa, la gerencia suele aumentar el Lead Time de seguridad en el software. El MRP, al detectar un tiempo de entrega más largo, libera las órdenes prematuramente. Esto satura el taller con Inventario en Proceso (WIP), genera congestión física y, paradójicamente, provoca mayores retrasos.
CONWIP (Constant Work-In-Process)
Es un sistema de control de flujo tipo Pull diseñado para mitigar el síndrome del Lead Time. Establece un límite estricto al número máximo de trabajos permitidos simultáneamente en el taller. Una nueva orden solo ingresa si otra finaliza, estabilizando así los tiempos de ciclo.
SECUENCIACIÓN DE TRABAJOS (Talleres / Job Shops)
Filosofía Central
En entornos de tipo Job Shop (alta variedad, bajo volumen), el orden cronológico de procesamiento altera significativamente los costos operativos, el inventario inmovilizado y el nivel de servicio al cliente.
Reglas de Prioridad Estáticas (Para 1 Máquina)
La elección de la regla depende del objetivo estratégico:
PEPS (Primero en Entrar, Primero en Salir): Atiende por orden de llegada. Es percibido como justo, pero ignora la urgencia y la duración de las tareas.
TPC (Tiempo de Procesamiento más Corto): Prioriza tareas breves. Matemáticamente, minimiza el Tiempo de Flujo Promedio y el Inventario en Proceso (WIP), aunque corre el riesgo de postergar indefinidamente los trabajos largos.
FEP (Fecha de Entrega Próxima): Prioriza según el vencimiento. Está diseñada para minimizar el Retraso Máximo, protegiendo la reputación y evitando penalizaciones contractuales.
TPL (Tiempo de Procesamiento más Largo): Prioriza tareas extensas. Útil si el trabajo largo es una limitante crítica para procesos posteriores.
Urgencia Dinámica: Razón Crítica (RC)
La prioridad es dinámica y se recalcula periódicamente. Evalúa el tiempo disponible frente al tiempo de proceso requerido.
Fórmula: Razón Crítica = (Fecha de Entrega Prometida - Día Actual) / Tiempo de Proceso Restante
Interpretación Teórica:
RC < 1: El trabajo está atrasado o en riesgo crítico (Prioridad máxima).
RC = 1: El trabajo está justo a tiempo.
RC > 1: El trabajo tiene holgura temporal.
Regla de Decisión: Se procesa el trabajo con la menor Razón Crítica.
Algoritmo de Johnson
Técnica para sistemas en serie (Flow Shop) donde los trabajos pasan por una Máquina 1 y luego por una Máquina 2. Su meta es minimizar el Makespan (tiempo total de terminación) y el tiempo ocioso.
Lógica de los Extremos: Se identifica el tiempo mínimo de la tabla. Si corresponde a la Máquina 1, se programa al inicio; si corresponde a la Máquina 2, al final. Se repite el proceso con los trabajos restantes.
Física de Planta: Ley de Little
Es la ley fundamental que rige la física industrial y las limitaciones de saturación de los sistemas.
Fórmula: Inventario en Proceso (WIP) = Tasa de Salida (Throughput) * Tiempo de Ciclo (Cycle Time)
Lección Teórica: La Tasa de Salida está limitada por el cuello de botella. Si se inyecta más materia prima (aumentando el WIP artificialmente), la salida no aumentará; en su lugar, el Tiempo de Ciclo crecerá exponencialmente debido a la congestión interna.