Diseño e implementación de una herramienta orientada por objetos

Revista de Tecnología - Journal of Technology • Volumen 8 No. 1• ISSN1692-1399 • P. 11-22
Diseño e implementación de una
herramienta orientada por objetos para el
manejo de inventarios y planeación de la
producción
Design and implementation of an object oriented toll for
inventory management and production planing
Fernando Jairo La Torre Zurita *
Gonzalo Mejía Delgadillo **
Resumen
Abstract
La planificación de la producción es una tarea muy
importante en el funcionamiento de una fábrica. Este
proyecto propone un modelo para realizar dicha
planificación a mediano plazo, que consiste en
programar los pedidos mediante reglas de despacho, y
luego aplicar la lógica del MRP (Materials Requirement
Planning por sus siglas en inglés) para generar la política
de manejo de inventarios. Este modelo se denomina
CPSMRP (Capacitated Production Scheduling and
Materials Requirement Planning, por sus siglas en inglés),
permite obtener programas factibles porque considera
tanto información táctica del Programa Maestro de
Producción como información operativa del piso de la
planta. Para un eficiente manejo de todos los parámetros y
datos requeridos, se construyó una herramienta
informática orientada por objetos, que permite crear los
programas de producción automáticamente, y se probó su
utilidad en una fábrica de envases plásticos.
This project proposes a model for medium term planning
based on the CPSMRP (Capacitated Production
Scheduling and Material Requirement Planning) model.
First, a Master Production Plan is devised, jobs are
scheduled using dispatch rules and finally the MRP
(Material Requirement Planning) logic is applied to
manage inventories. This model allows obtaining feasible
schedules because it integrates the Master Production
Schedule infor mation with the fac tor y's f loor
information. The CPSMRP model was incorporated into
an object oriented computer application to manage
efficiently both parameters and information. We tested its
validity on a plastic package factory.
Key words: Capacitated Production Scheduling,
Materials Requirement Planning, Decision Support
Systems.
Palabras clave: Programación de Producción de
Capacidad Finita, Planificación de Requerimientos de
Materiales, Sistemas de Apoyo a la Decisión.
Recibido: 07/11/08. Aceptado: 13/04/09.
* Facultad de Ingeniería, Departamento de Ingeniería Industrial, Universidad de Los Andes, Bogotá D.C., Colombia.
** Facultad de Ingeniería, Departamento de Ingeniería Industrial, Universidad de Los Andes, Bogotá D.C., Colombia.
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I. INTRODUCCIÓN
La planificación de la producción a mediano plazo, ha sido
construida empleando diversas metodologías, una de las
más importantes es el MRP (Materials Requirement
Planning). El MRP utiliza como datos de entrada el Plan
Maestro de Producción MPS (Master Production
Schedule). En una segunda etapa verifica si cuenta con los
materiales necesarios mediante la lista de materiales o
BOM (Bill of Materials), y el estado del inventario. El
último paso es la explosión de materiales que establece las
cantidades y los tiempos de requisición y ejecución de las
órdenes de producción (Vollmann, 1996).
Generalmente las órdenes no se ejecutan de acuerdo con
lo planeado. Uno de los problemas más comunes que se
presentan es el hecho de no contar con la capacidad
suficiente para cumplir con el MPS. Con la lógica MRP
nunca se llega a conocer el estado real de la planta ni los
pedidos en cola que tienen los diferentes centros de
trabajo. Es por esta razón que en muchas ocasiones el
MPS original sufre muchos cambios. Tampoco se detallan
las fechas de inicio y finalización, por tanto los tiempos de
demora de fabricación son estimados vagamente
(Fogarty Blackstone and Hoffmann, 1994).
En este trabajo se propone un modelo en el que se utiliza
tanto información del MPS, como información del piso de
la planta y del estado de los inventarios de materia prima y
producto terminado para establecer un plan de
producción factible. Este modelo denominado CPSMRP
(Capacitated Production Scheduling and Materials
Requirement Planning,) (Segerstedt, 1996; Sohn, 2004),
permite conocer las fechas en las que se tienen
programadas las requisiciones y de esta forma se puede
conocer tanto del tiempo de demora de las órdenes, como
las fechas en que se podrá disponer nuevamente del
centro de trabajo para asignarle nuevas tareas. Este
modelo también considera el estado del inventario de los
insumos y las materias primas necesarios para llevar a
cabo el programa de producción generado. Además de
una gestión de reaprovisionamiento, para contar con
niveles de inventario, que permita cumplir con el
programa maestro y con las fechas de inicio de fabricación
programadas para cada orden de producción.
El CPSMRP combina un modelo de programación de
producción con uno de control de inventarios.
La programación de piso tiene en cuenta criterios como la
fecha de entrega, la prioridad y el tamaño de la orden de
producción. Para el manejo de los inventarios se emplea el
sistema MRP. El manejo de la información para ambos
elementos, se hace bastante complicado si se toma en
cuenta que se está trabajando en un sistema de
producción que puede manejar varias líneas de
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producción y múltiples productos. Esa combinación de
variables tanto de inventario como de programación de
producción requiere de un manejo de información muy
grande que sólo puede ser realizada a través de un sistema
informático. En este artículo también se presenta una
herramienta informática para planeación y control de
producción que utiliza el modelo CPSMRP.
II. MARCO TEÓRICO
Aquí se definen los conceptos básicos, tanto de
programación de la producción como de requerimientos
de materiales.
1. PROGRAMACIÓN DE LA PRODUCCIÓN
La finalidad de este tipo de programación es asignar las
órdenes de producción a los centros de trabajo y definir la
fecha de inicio y de finalización de cada una de las mismas.
Se tienen objetivos como la maximización de la utilización
de recursos o la minimización de trabajos tardíos.
En este trabajo se supone un sistema ajustado al sector de
plásticos. Por tanto establece un conjunto de máquinas en
paralelo, cada una de los cuales es capaz de producir
diferentes tipos de productos con distintas capacidades de
producción.
La función objetivo que se pretende optimizar es la
minimización de los tiempos de retraso de las órdenes de
producción. Se utilizan reglas de despacho porque son
fáciles de entender para el personal de piso, brindan
soluciones rápidamente y generan programas que
aceptables que son muy útiles en un ambiente dinámico en
el cual no es posible aplicar métodos muy sofisticados por
los constantes cambios e imprevistos que se pueden
presentar (Pinedo, 2002).
Para la programación de las órdenes de producción en el
sistema propuesto, compuesto por varias máquinas en
paralelo, se aplica una regla de despacho combinada,
EDD, Priority y LPT. Estas reglas tienen el siguiente
significado:
EDD (Earliest Due Date), se programan primero las
ordenes de producción que tengan una fecha de entrega
menor o más cercana a la fecha de programación.
Priority (Prioridad), adicionalmente cada orden de
producción cuenta con una prioridad que indica que tan
urgente es el trabajo. La orden que tiene la mayor
prioridad es programada antes.
LPT (Longest Procesing Time), esta regla asigna una
mayor prioridad a los trabajos que tengan un mayor
tiempo de proceso.
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2. REQUERIMIENTOS DE MATERIALES
La lógica fundamental del MRP se basa en la lista de
materiales que tiene cada producto, la conversión de
requerimientos brutos a netos, los registros de cantidades
requeridas y los desfases de tiempo que se explican en las
siguientes secciones.
2.1. Lista de materiales
El modelo CPSMRP trabaja con productos que tienen una
estructura de un solo nivel de componentes. La estructura
de un producto con un solo nivel de componentes se
muestra en la Figura 1.
Los requer imientos br utos se or iginan en los
requerimientos netos del nivel inmediatamente superior
en la explosión de materiales. Y finalmente en le MPS; el
inventario inicial en el periodo uno viene de los registros
del inventario y se calcula el inventario disponible en cada
periodo. Un requerimiento neto existe siempre que lo
proyectado disponible sea menor que el inventario de
seguridad. Si se utiliza una orden de cantidad fija se crea
una recepción planeada por esa cantidad siempre que
exista un requerimiento neto. El valor y la localización en
la gráfica de la emisión de una orden planeada indica la
cantidad a ser ordenada así como el periodo en el cual se
ha planeado para darle ya sea el área de producción o a
compras la autoridad para ejecutar la orden.
2.4. Nerviosismo
En el caso de la materia prima para envases plásticos, se
pueden mencionar algunas como los pellets de resina de
polietileno y los pellets de poliestireno, que se mezclan en
ciertas cantidades para obtener envases con diferentes
propiedades.
2.2. Requerimientos brutos y netos
El módulo propuesto utiliza la lógica MRP para
determinar los requerimientos brutos y netos de producto
terminado y materia prima. Los requerimientos brutos
son las cantidades requeridas, bien sea de producto
terminado o de componentes; los requerimientos netos
son los requerimientos brutos menos las cantidades
disponibles en inventario.
Se deben combinar con un conocimiento de cuánto
tiempo toma producir o comprar los componentes, con el
fin de programar una fecha para iniciar cada ensamble.
2.3. Registros del MRP
El sistema MRP emplea tablas en las que se contabilizan
los requerimientos tanto brutos como netos para la
realización de las transacciones.
Este concepto se refiere al efecto que tiene un pequeño
cambio en el plan maestro de producción, que puede
ocasionar cambios muy grandes en los materiales de
niveles más bajos, debido a que los productos pueden
estar formados por un número grande de componentes y a
medida que estos niveles crecen, cualquier cambio en la
demanda inicial, se convierte en un cambio grande en los
niveles de componentes.
2.5. Fecha de congelamiento
Para reducir el nerviosismo y evitar que al cambiar la
programación de la producción en fechas muy cercanas se
genere infactibilidad en los niveles de inventarios
requeridos, se emplea la fecha de congelamiento, que se
define como: fecha posterior a la fecha en la que se esta
realizando la programación, que permite dejar las
requisiciones cuya fecha de inicio sea anterior sin ningún
cambio, mientras que las requisiciones con fechas de
inicio posterior son reprogramadas.
2.6. Tipos de requisiciones
Existen dos tipos de requisiciones en el sistema que se esta
trabajando, las cuales son:
ATP (Available To Promise): son aquellas que se fabrican
para ser almacenadas en inventario y no tienen un cliente
definido. Este tipo de requisición se programa con base en
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pronósticos de venta o para anticipar picos de demanda
futuros.
III. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
La metodología MRP ha sido empleada en gran parte de
los sistemas productivos, pero al tener limitaciones en
cuanto a la factibilidad de los programas de producción
generados, se han propuesto diversas metodologías para
incluir en el análisis la capacidad del sistema de
producción.
Mula et. al. (2005) proponen un análisis del sistema MRP
en ambientes de fabricación con estructuras de producto
complejas y múltiples etapas de producción a partir de un
modelo de programación lineal que resuelve el problema
con una función objetiva difusa de minimización de costo
de producción y con variables y restricciones difusas. Su
principal objetivo es generar el programa maestro de
producción, para crear un horizonte de planificación
determinado que además permita protegerse contra la
incertidumbre.
Rom et al. (2002) resuelven el problema MRP a través de
un modelo de programación de proyectos con recursos
limitados (RCPSP), donde cada orden de producción es un
proyecto, confirmándose un sistema de proyectos en
paralelo. Los centros de trabajo son considerados recursos
renovables que son empleados en el proceso de
producción de varios productos, son escasos y por lo
tanto críticos en cuanto a la construcción de un programa
de producción factible. La función objetivo a minimizar es
el tiempo de finalización de todos los proyectos (Cmax).
teoría de colas, que en primera instancia aplica una rutina
de optimización con diferentes tamaños de lote que
permiten satisfacer la demanda existente el horizonte de
tiempo de planeación. Posteriormente, para cada tamaño
de lote se estiman el tiempo de demora y el WIP (Work in
Process). Por último se calcula la función de costo de
producción. Todo este procedimiento se ejecuta
iterativamente en cada etapa de la programación
dinámica. Al final se elige el camino óptimo con la
reconstrucción de la programación aplicada en sentido
contrario (backward programming).
IV. MODELO CSPMRP
El modelo CPSMRP recibe como dato el MPS que
contiene requisiciones en firme o ATP, las cuales tienen
que ser programadas en los diferentes centros de trabajo
tomando en cuenta la carga que tienen dichos centros y el
estado de los inventarios. Los pasos que ejecuta este
modelo son mostrados en la figura 1.
Este modelo ha sido pensado para ser utilizado en casos
en que el cliente quiera realizar un pedido de producción y
quiera conocer con alguna certeza la fecha para la cual
pueda quedar listo dicho pedido. Por tanto CPSMRP se
constituye en un modelo que permite simular la solución o
el tiempo de fabricación empleando los datos de piso de
planta, de inventario y de demanda para generar un
programa que sea factible en cuanto a las existencias de
materia prima requerida para producir las requisiciones
del MPS.
En la figura 2 se muestra los pasos que realiza el CPSMRP
para construir un programa de producción.
Segerstedt (1996) presenta una formulación matemática
para resolver el problema de manejo de inventario y
programación de la producción de un sistema con
capacidad limitada. Se basa en la metodología del modelo
de Billington, McClain y Thomas (1983) y para resolverlo
emplea programación dinámica con el objetivo de
minimizar una función de costo de producción.
Anward y Nagi (s/f) se concentran en resolver el problema
de programación de la producción y el manejo materiales
justo a tiempo (JIT) de líneas de ensamblaje complejas
bajo las restricciones de capacidad múltiples. La función
objetiva es reducir el periodo de demora total del
programa de producción (total Makespan) y al mismo
tiempo minimizar el trabajo en proceso (WIP). Formulan
el problema mediante programación lineal y proponen
una heurística denominada TISH (Transpor tation
Integrated Schedule Heuristic).
Muthuvelu (2003) resuelve dos problemas uno es el
tiempo de demora planeado y otro el tamaño de lote de
pedido, mediante una rutina de programación dinámica y
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Fase1: En la primera etapa se construye el programa de
producción de acuerdo con el plan maestro, el cual se hace
en base a los pedidos en firme que se tienen y el pronóstico
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de demanda de cada uno de los diferentes productos. Con
estos datos de demanda y la información acerca del estado
de la planta se realiza la programación de las órdenes de
producción mediante una regla de despacho combinada
EDD-Priority-LPT.
La programación de las órdenes de producción es
realizada en dos etapas; en la primera, se elabora la
secuencia de programación, y en la segunda, se asigna el
centro de trabajo que realiza cada orden de producción.
A continuación se asigna al centro de trabajo que tenga la
menor fecha de disponibilidad en el tiempo con respecto a
los demás centros de trabajo, la primera orden de
producción de la lista construida en la primera etapa. Esta
heurística se aplica hasta que se programen todos los
trabajos existentes en cola.
1.1. Programación de la producción
Este módulo aplica el modelo CPSMRP a partir de las
especificaciones y estado de carga de los centros de
trabajo. También debe conocer el catálogo de productos
que elabora la empresa, así como la lista de materiales de
dichos productos y el estado del actual del inventario de
materia prima y productos terminados. Los dos actores
principales del sistema son; en primer lugar el usuario, que
en el caso de cualquier planta es el jefe de producción, y el
segundo actor es la base de datos que la misma que
contiene toda la información tanto de producción como
de inventario.
Fase 2: La segunda parte del modelo CPSMRP, calcula la
cantidad de productos que deben ser fabricados, tomando
en cuenta el inventario existente. Luego se emplea el BOM
para calcular la cantidad bruta de ítems. Posteriormente
se verifica la cantidad de ítems existentes en almacén y se
generan los requerimientos netos. Por último, se
determina la fecha de liberación de la orden de compra,
con el objetivo de que la materia prima esté en el almacén
a tiempo para iniciar la producción del programa obtenido
mediante la primera parte del modelo. Este proceso se
muestra en la Figura 3.
El modelo y la herramienta CPSMRP considera varios
aspectos que permiten construir una programación más
cercana a la realidad, entre estas se pueden mencionar las
siguientes:
a) Horas de trabajo al día: son las horas de trabajo de la
fábrica. Aspecto muy importante si se toma en cuenta que
de acuerdo al tamaño de la demanda y a la época del año,
el número de turnos que trabaja una empresa puede ser de
uno, dos y hasta tres, llegando a tener hasta 24 horas de
trabajo.
V. DISEÑO DE LA HERRAMIENTA CPSMRP
1. DIAGRAMA DE CASOS DE USO
El diagrama de casos de uso permite definir las
principales tareas que ejecuta la herramienta. Como se
observa en la Figura 4, la herramienta CPSMRP tiene
como principales tareas las siguientes:
b) Número de días laborales a la semana: cada fábrica
puede tener una política de trabajo diferente, trabajando
desde 5 días a la semana hasta llegar a trabajar los 7 días
de la semana. Este parámetro es tomado en cuenta en la
asignación del tiempo de proceso de un centro de trabajo
para la elaboración de cada requisición.
c) Fecha actual del sistema: es la fecha en la que se esta
realizando la programación, y permite determinar la
factibilidad de la programación obtenida mediante reglas
de despacho. También permite realizar simulaciones en
caso que se quiera conocer la manera como quedan
programadas ciertas requisiciones en función al cambio
de fecha de programación.
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d) Fecha de inicio de producción: Es la fecha a partir de la
cual las requisiciones que se encuentran ya programadas
son reprogramadas junto con las nuevas órdenes que
ingresan como parte del MPS. Este parámetro debe ser al
menos una semana posterior a la fecha actual del sistema,
ya que los requerimientos de materiales obtenidos por el
modelo son semanales, y se realiza la liberación de orden
de compra con el objetivo de que toda la materia prima
este en inventario el lunes de la semana en que la
requisición haya sido programada.
1.2. Consultar planta
Consiste en que la herramienta sea capaz de brindar la
información de:
• El estado de las requisiciones nuevas y programadas.
• Las capacidades de producción de los centros de trabajo.
• Los niveles de inventario de los componentes o ítems y
de los productos.
• El catálogo de productos y sus respectivas listas de
materiales.
1.3. Modificar planta
La herramienta debe ser capaz de agregar y modificar las
características de:
• Centros de trabajo.
• Estructura de productos.
• Datos de requisiciones.
• Estado de inventario.
Donde existe mayor flexibilidad es en el cambio de datos
en las requisiciones puesto que en el ambiente industrial
es muy frecuente que existan cambios en las cantidades y
fechas debido a contratiempos o modificaciones de
último momento que surgen en días posteriores a la
realización del programa de producción.
La lógica propuesta como se puede ver en la figura 5,
define a la clase “Planta “como la principal, la cual
consulta la información de varias clases.
Como es en la realidad “Planta” cuenta con un inventario,
el mismo que est á for mado p or dos cla ses,
“EstadoInventarioProducto” y “EstadoInventarioItem”.
Estas clases contienen la información del nivel de
inventario para todos los productos e ítems que fabrica y
utiliza la planta.
La clase “Catálogo” brinda a “Planta” la información de
la lista de productos que se pueden producir y la lista de
materiales de los mismos.
La clase “ParametrosSingleton” contiene la información
de los parámetros necesarios para que la planta pueda
aplicar el modelo CPSMRP; estos son: la fecha de actual
del sistema, la fecha de congelamiento, el número de horas
laborales al día, y el número de días laborales a la semana.
En la figura 6 se muestra la segunda parte del diagrama de
clases. La clase “Planta” trabaja con los datos de una clase
“MPS”, la misma que contiene la información de las
re quisicione s nueva s ordenada s en la cla s e
“GrossRequirement” que engloba las requisiciones de una
misma fecha.
2. DIAGRAMA DE CLASES
Este diagrama muestra la estructura y la lógica del
sistema, además de permitir la observación del flujo de
información que existe entre las diferentes clases, siendo
un primer acercamiento para la comprensión de las partes
y operaciones que tiene cada clase.
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La clase “DAO” (Data Access Object) es la que se encarga
de almacenar consultar y modificar la información de la
base de datos, y cargar todos los parámetros y datos de la
planta.
Haciendo un símil con el layout de la fábrica, la clase
“CentrosDeTrabajo”, contiene la información de las
características de las máquinas, como son la capacidad
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de producción y las requisiciones que han sido
programadas en cada centro de trabajo.
“Mrp” es una clase que contiene las cantidades
requeridas de productos e ítems organizada en periodos
semanales.
De esta forma se aprovechó la potencia que brindan los
objetos para representar el modelo industrial y
transformarlo en un sistema de información.
3. BASE DE DATOS
La base de datos permite persistir la información del
estado de la planta y los centros de trabajo.
Las figuras 7 y 8 muestran el diagrama entidad relación
que emplea la base de datos para guardar y obtener la
información del sistema CPSMRP.
Se emplearon llaves primarias y secundarias para
mantener la integridad referencial de lo modelo.
Se puede observar la semejanza que existe entre la lógica
basada en objetos, con la lógica de la base de datos, puesto
que esta última surge a partir de definir las clases y
atributos que serán almacenados en cada uno de los
objetos.
Nuevamente “Planta” es la tabla principal que se relaciona
con todas las demás tablas a partir de los identificadores
de por ejemplo centros de trabajo y requisiciones
empleadas como llaves primarias.
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4. EJEMPLO DE APLICACIÓN
Un sistema productivo para el cual CPSMRP puede
funcionar adecuadamente es el de inyección de envases
plásticos, proceso que sólo tiene una operación de
inyección en el cual se mezclan las resinas plásticas para
luego termoformar cada tipo de envase. Una fábrica de
este tipo está formada por máquinas inyectoras
dispuestas en paralelo, cada una de las cuales es capaz de
fabricar diferentes clases de productos. La elaboración de
un plan de producción en esta clase de ambientes de
manufactura debe ser realizada teniendo en cuenta los
pedidos en cola que tienen los diferentes centros de
trabajo y monitoreando las existencias tanto de la materia
prima y componentes, como de los productos terminados.
Para explicar el funcionamiento del programa se utiliza un
ejemplo de planificación de la producción en una fábrica
de producción de envases plásticos que posee 3 máquinas
inyectoras y fabrica 4 tipos de productos en poliestireno.
4.1. Datos Planta
La planta produce 4 tipos de productos:
- Producto M, tiene como identificador el código M.
- Producto R, tiene como identificador el código R.
- Producto S, tiene como identificador el código S.
- Producto E, tiene como identificador el código E.
El layout está conformado por 3 centros de trabajo
(inyectoras):
• Centro de trabajo 10, es capaz de producir los siguientes
productos:
• Centro de trabajo 20, puede producir los productos de la
lista presentada a continuación:
• Centro de trabajo 30 tiene la capacidad de producir:
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Las fechas importantes para este ejemplo son dos, la
fecha actual y la fecha de congelamiento:
Fecha actual: 25/09/2006
Fecha congelamiento: 02/10/2006
El número de horas que se trabaja al día son 8, de lunes a
viernes, con esta información ya se tienen todos los
parámetros para aplicar el modelo CPSMRP.
En la fecha en la que se está realizando la programación,
los centros de trabajo cuentan con requisiciones
programadas.
A continuación se muestran los datos de dichas
requisiciones para los centros de trabajo 10 y 20, el centro
30 no tiene ninguna orden en cola.
En la tabla 1 se muestran los datos de las requisiciones que
se tienen antes de ser programadas, y que servirán en caso
de que tengan una fecha de inicio posterior a la fecha de
congelamiento.
Centro de trabajo 10:
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Centro de trabajo 20:
Figura 10. Ejemplo Lista de materiales: Producto E.
4.2. Datos Productos y BOM
La lista de materiales de los cuatro productos con los que
se trabajó y que se encuentra en el catálogo de la
herramienta CPSMRP, mostrado en la figura 9.
En la herramienta CPSMRP, para introducir la estructura
de los productos se debe ingresar a la opción “Consultar y
Modificar”, y luego buscar la opción “Lista de
Materiales”. Para observar un ejemplo, se presenta la
figura 10 en la que se muestra la estructura del producto
E.
Los componentes o materia primas requeridos para la
fabricación de los diferentes productos y sus respectivos
tiempos de entrega (lead time), se presentan en la tabla 5.
4.3. Datos MPS
El MPS esta compuesto por varias requisiciones, las
mismas que se muestran en la tabla 9.
Como se dijo anteriormente los productos que se fabrican
pasan por un sólo proceso, que para el caso de los envases
plásticos es la inyección del poliestireno.
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Analizando el procedimiento del modelo se puede
observar, en la figura 13, la programación que se
obtendría aplicando las reglas de despacho (EDD, Priority
y LPT). En esta solución no se toma en cuenta el estado
del inventario y la factibilidad del mismo, en caso de no
existir el inventario suficiente para fabricar todas las
órdenes entrantes.
Figura 11. Introducción de las requisiciones del MPS.
Cuando ya se tengan todos los datos de las requisiciones
introducidas se presiona el botón “Guardar Cambios”,
esta acción crea el espacio en la base de datos donde se
llenarán todas las fechas cuando las requisiciones sean
programadas.
El segundo paso para realizar la programación de la
producción es verificar los parámetros del modelo, es
decir, la fecha actual del sistema, la fecha de
congelamiento o de inicio de programación, los días que se
trabajan a la semana y las horas que se trabajan al día.
Estos dos últimos parámetros, permiten que el modelo
considere el tiempo efectivo y real de trabajo para calcular
el tiempo de proceso de una requisición. Por último se
presiona el botón “Programar Requisiciones”, llegando a
la pantalla mostrada en la figura 12.
Figura 13. Programación obtenida mediante reglas de
despacho.
En la figura 14 se muestra el diagrama de Gantt
construido con el modelo CPSMRP que además de
programar la producción verifica si se cuenta con el
material necesario para llevar a cabo el programa
obtenido.
Figura 14. Programación obtenida mediante CPSMRP.
Figura 12. Resultados mostrados por la herramienta
CPSMRP.
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La herramienta CPSMRP muestra dos tablas de
resultados La primera tabla contiene los datos de las
requisiciones que han sido programadas. En este grupo
se encuentran órdenes que se encontraban en la cola del
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centro de trabajo, y que fueron reprogramadas porque
tenían una fecha de inicio posterior a la fecha de
congelamiento. Y también forman par te de las
requisiciones programadas, aquellas que fueron
introducidas recientemente.
Para el ejemplo que se está resolviendo, las requisiciones
con identificadores mayores a 11 son las que fueron
ing res ada s re cientemente, y los p e didos con
identificadores menores a 10 fueron reprogramados.
En la tabla de la parte inferior se encuentran los datos de
requerimientos de materiales, las cantidades a pedir de las
fechas en que deben ser realizadas, para cada tipo de
ítem. Los resultados de esta tabla fueron obtenidos
aplicando la segunda parte del modelo, que consiste en la
construcción de los requerimientos a partir de la
programación generada por la primera parte del modelo
CPSMRP.
VI. CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES
• El modelo CPSMRP, plantea una lógica diferente a la
empleada en la teoría de utilización del MRP porque en
este modelo, primero se determina qué centro de trabajo
es capaz de fabricar la orden para luego determinar su
factibilidad en cuanto a la existencia de materia prima. Y
luego se realiza una corrección de acuerdo con los
tiempos de demora de los proveedores.
• El modelo CPSMRP sugiere un comportamiento mejor
que el MRP tradicional, porque es capaz de tomar en
cuenta el estado de la planta y la carga que tienen los
centros de trabajo para realizar la programación de la
producción.
• La herramienta diseñada CPSMRP, representa una
alternativa interesante respecto a otros Software
comerciales como SAP R/3, que por tener un sistema
integrado cuenta con métodos muy generales, mientras
que la herramienta CPSMRP permite el manejo de la
producción en pequeñas empresas, en sistemas
productivos de un solo nivel de ensamblaje.
• Se sugiere que en futuras versiones se amplíe esta
versatilidad integrando herramientas de optimización y
generando algoritmos para otro tipo de configuraciones
de planta.
• CPSMRP, al ser una herramienta diseñada para un tipo
específico de sistema de producción, permite configurar
la disposición de las máquinas y las capacidades de
producción de las mismas, brindando al usuario la
posibilidad de configurar la planta de acuerdo a sus
necesidades.
• El programa de CPSMRP ha sido construido para
realizar una programación a mediano plazo, su utilidad se
pierde si se quisiera hacer la programación diaria. Además
la opción de realizar pedidos de materia prima
diariamente es muy difícil puesto que tendríamos que
tener al proveedor a nuestra disposición. Una opción más
práctica es la aplicada en este trabajo que consiste en
considerar que la planta realiza pedidos semanales de
materia prima. Es por esto que el modelo tiene dos fases;
la primera, que se trata de la programación de las
requisiciones en los centros de producción, se realiza en
espacios de tiempo diarios. En la segunda parte que se
trabaja con ítems y productos, se emplean espacios de
tiempo semanales.
• CPSMRP brinda flexibilidad al usuario final, porque
permite realizar consultas y modificaciones a:
- Requisiciones programadas y nuevas.
-Capacidad de producción de centros de trabajo.
- Estructura de los productos.
- Cola de los centros de trabajo.
- Inventario de materia prima y productos terminados.
Los cambios más frecuentes son las modificaciones en la
programación originadas por cualquier eventualidad, tan
frecuentes en el ámbito empresarial.
• Esta herramienta, puede ser utilizada como simulador en
caso de existan ordenes de producción en las que el cliente
realice el pedido y le solicite a la empresa la fecha en la que
se finalizará dicha orden. En caso de no tener la capacidad
CPSMRP brinda una programación factible, permitiendo
realizar promesas de fecha de entrega acorde con la
ocupación de los centros trabajo y el estado de los
inventarios de las materias primas y componente.
• Tanto la lógica del modelo CPSMRP, como la
herramienta informática, son parte de un modelo piloto
que podría ser utilizado como base para ser aplicado a
distintos sistemas de producción.
VII. BIBLIOGRAFÍA
[1] Anward M., Nagi R.; (s/f); Integrated Scheduling of
Material Handling and Manufacturing Activities for JustIn-Time Production of Complex Assemblies; Recuperado
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Tipo de artículo: Reporte de Caso.
Los autores declaran que no tienen conflicto de interés.
Los Autores
Fabio Eduardo Díaz López
Ingeniero Industrial. Sus estudios de pregrado los desarrolló en Bolivia de donde es oriundo. Él obtuvo su maestría en Ingeniería
Industrial en la Universidad de los Andes en 2007.
Gonzalo Mejía Delgadillo
Profesor Asociado en la Universidad de los Andes en Colombia. El profesor Mejía combina sus actividades académicas con Consultoría e
Investigación. Él ha asesorado empresas en la implementación de sistemas computarizados para la planeación de producción. También
ha creado prototipos académicos e industriales para el desarrollo de software para programación de producción. Sus artículos han sido
publicados en importantes publicaciones como el Annals of Operations Research, Robotics and Computer Integrated Manufacturing y
en el International Journal of Production Research.
Carrera 1 Este No. 19A-40 Edificio Mario Laserna - Facultad de Ingeniería Industrial, Universidad de los Andes, Bogotá D.C. gmejia@uniandes.edu.co
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