Capítulo 6
Módulos
Descripción General
En este capítulo, se detallan3 cada uno de los 29 módulos. En los datos requeridos para cada módulo, se explican las opciones disponibles para el modelado y solución de problemas, así como las diferentes pantallas y reportes de salida que se pueden ver e imprimir. Le recordamos que el menú se puede configurar para mostrar solo los módulos POM; solamente los módulos QM o todos los módulos. Para los módulos que están en ambos menús del POM y QM mostramos el icono de POM-QM for Windows:
Para los módulos que están solamente en el menú POM, se observa el icono POM for Windows y para los módulos que están únicamente en el menú QM se muestra el icono QM for Windows:
Por ejemplo, en el primer módulo, planificación agregada, que comienza en la siguiente página, el ícono POM es presentado porque planificación agregada es un tema típico en los cursos de Gestión de Operaciones, pero no en los cursos de Administración Científica y por eso solo aparece en el menú POM. Por último, los ejemplos utilizados en este Manual se han instalado en la carpeta de ejemplos del POM-QM for Windows (Program Files\POMQMV3).
3 Algunos de los nombres de los módulos son diferentes cuando el programa se ejecuta utilizando los textos Krajewski, Ritzman, Malhotra (KRM). Para estos módulos, los nombres utilizados por KRM son los nombres utilizados por el programa. Por ejemplo, el segundo módulo se muestra como balance de línea, donde balance de línea es el término utilizado en KRM.
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Aggregate Planning (Planificación Agregada)
La planificación de la producción es el medio por el cual se determinan los volúmenes de producción para el mediano plazo (generalmente un año). La planificación agregada se refiere a la planificación de la producción a través de líneas de productos. Los términos de planificación agregada y planificación de la producción se utilizan indistintamente. La principal dificultad para la planificación es que la demanda varía de mes a mes. La producción debería ser lo más estable posible, pero aun así se tiene que mantener un mínimo nivel de inventario y minimizar la falta de disponibilidad de productos. Durante este proceso se deben equilibrar los costos de producción, horas extraordinarias, subcontratación, el inventario, la escasez, y los cambios en los niveles de producción.
En algunos casos, los problemas de planificación agregada pueden requerir el uso de los módulos de transporte o de programación lineal. El segundo submodelo en el módulo de planificación agregada crea y resuelve un modelo de transporte de planificación agregada para los casos en que todos los costos son idénticos. El modelo de transporte también está disponible como uno de los métodos en la lista de los modelos para el primer submodelo.
El modelo de Planificación Agregada
Los problemas de planificación de la producción se caracterizan por comprender una demanda programada, un conjunto de capacidades, diferentes costos, y un método para el manejo de la escasez. Considere el siguiente ejemplo.
Ejemplo 1: Smooth Production (Producción suavizada)
Considere la posibilidad de una situación en la que la demanda en los próximos cuatro períodos son por 1200, 1500, 1900, y 1400 unidades. El inventario actual es de 0 unidades. Supongamos que la capacidad de producción en tiempo regular es de 2000 unidades por mes y que no se consideran horas extraordinarias o subcontratación. Los costos son de $8 por cada unidad producida durante el tiempo regular, $3 por cada unidad mantenida por período, $4 por cada unidad escasa por periodo, $5 por cada unidad por la que se incrementa la producción del período anterior, y $6 para cada unidad que se disminuye de la producción del período anterior. La pantalla de este ejemplo es la siguiente.
Capítulo 6: Módulos
Además de los datos, hay dos consideraciones: el manejo de la escasez y el método a utilizar para realizar la planificación. Estas aparecen en la zona por encima de los datos.
Shortage handling (Manejo de inventario faltante). En la planificación de la producción hay dos modelos para el manejo de inventario faltante. En un modelo, la escasez es aplazada. Es decir, las demandas pueden acumularse y pueden cumplirse en períodos posteriores. En el otro modelo, la escasez significa ventas perdidas. Esto es, si no puede satisfacer la demanda en el período en que se solicita, la demanda desaparece. Estas opciones están por encima de la tabla de datos.
Métodos.
Los métodos disponibles son seis y se muestran a continuación. Tenga en cuenta que la producción suavizada cuenta con dos métodos.
La producción suavizada tendrá la misma producción cada periodo. Esto produce dos métodos, porque la producción se puede ajustar de acuerdo a la demanda bruta o demanda neta (demanda bruta menos inventario inicial).
Producir a demanda creará un programa de producción idéntico a la demanda programada.
Producción constante en tiempo regular, seguido por las horas extraordinarias y subcontratación si fuera necesario. Se seleccionará primero el método de menor costo.
Cualquier programa de producción: en cuyo caso el usuario debe introducir los importes que se producen en cada período.
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Cantidades
Demand (Demanda). Las demandas son la fuerza motriz de la planificación agregada y estas se dan en la segunda columna.
Capacities — regular time, overtime, and subcontracting (Capacidades – en tiempo regular, con horas extraordinarias, y subcontratación). El programa permite tres tipos de producción - de tiempo regular, en horas extraordinarias, y con subcontratación, - y las capacidades de estas se dan en las siguientes tres columnas. Si el método seleccionado es ―user defined‖, estas columnas no son consideradas como capacidades, sino más bien como las cantidades de producción. A la hora de decidir entre el uso de horas extraordinarias o la subcontratación, el programa seleccionará siempre primero el de menor costo.
Costos
Todos los costos para el problema son colocados en la columna del extremo derecho de la pantalla de datos.
Production costs — regular time, overtime, and subcontracting (Costos de producción, en tiempo regular, con horas extraordinarias, y con subcontratación). Estos son costos de producción unitarios en función de cuándo y cómo se fabrica la unidad.
Inventory(holding) cost, Costos de mantener inventarios. Esta es la cantidad que es cargada por mantener 1 unidad por 1 periodo. El costo total de mantener inventarios se carga al inventario final. Tenga cuidado, que aunque la mayoría de los libros de texto realizan el cargo al inventario final, algunos libros de texto lo cargan al inventario promedio en el período.
Shortage cost (Costo de escasez). Esta es la cantidad que se carga por cada unidad no disponible en algún período. Independientemente de si se supone que los faltantes se acumularán y serán satisfechos tan pronto como se disponga las existencias en un ejercicio futuro, o son ventas que se pierden, se indica en la caja de opciones encima de la tabla de datos. Los costos de escasez se imputan a los niveles de inventarios a fin de mes.
Cost to increase production (Costo por aumentar la producción). Este es el costo que se deriva de los cambios en el programa de producción. Se da sobre una base unitaria. El costo por incremento de producción supone costos de contratación de empleados. Se imputan a los cambios en la cantidad de producción en tiempo regular, pero no con
Capítulo 6: Módulos
cargo a las horas extraordinarias o la subcontratación por cualquier cambio en los volúmenes de producción. Si el nivel de producción inicial es cero, no habrán cargos por aumentar la producción en el primer período.
Cost to decrease production (Costos por disminuir la producción). Es similar al costo de aumentar la producción y también se da sobre una base unitaria. Sin embargo, este es el costo por la reducción de la producción. Sólo se cargan a los cambios de volúmenes de producción en tiempo regular.
Otras consideraciones
Initial inventory (Inventario inicial). Muchas veces tenemos un inventario inicial al final del período anterior. El inventario inicial se coloca en la columna más alejada de la derecha hacia el fondo.
Units last period (Unidades del último período). Debido a que algunos de los costos son producidos por los cambios en el volumen de producción de un período a otro, es necesario incluir la producción en el periodo anterior al inicio del problema. Estas unidades aparecen en la columna de más a la derecha hacia el fondo.
La Solución
En el primer ejemplo, que se muestra en la siguiente pantalla, se ha elegido el método de producción suavizada con manejo de faltantes. Las demandas son 1200, 1500, 1900 y 1400, y la capacidad en tiempo ordinario de 2000 supera esta demanda. No hay inventario inicial. Las cifras representan las cantidades de producción. Los costos se pueden ver hacia la parte inferior de las columnas. La pantalla contiene la información de período a período y en forma resumida. Observe el código de color de los datos (negro), los cálculos intermedios (magenta) y resultados (azul).
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Regular time production (Producción en tiempo regular). La cantidad que se produce en tiempo ordinario se muestra en la columna "Regular time production". Esta cantidad es determinada por el programa para todas las opciones excepto para User Defined. En este ejemplo, debido a que la demanda bruta (o neta) es de 6000, existen 1500 unidades producidas en tiempo regular en cada uno de los 4 períodos. Si la demanda total no es un múltiplo del número de períodos, se producirán unidades adicionales en tantos períodos según sea necesario para satisfacer la demanda. Por ejemplo, si la demanda total hubiera sido 6002, el programa de producción habría sido de 1501 en el primer y segundo período y de 1500 en los otros dos períodos.
El inventario final está representado por una de las dos columnas, — ya sea "Inventario" (Inventory) o "escasez" (Shortage).
Inventory (holding), Inventario (tenencia). El inventario acumulado aparece en esta columna si es positivo. En el ejemplo, existe un inventario positivo de 300 unidades en los períodos 1 y 2, ningún inventario (en realidad faltantes) en el Período 3, y ni escasez ni inventario al final del período 4.
Shortages (Escasezo faltantes). Si hay una escasez, aparece en esta columna. En el ejemplo, el 100 en la columna ―Shortage‖ en el Período 3 significa que 100 unidades de demanda no se han cumplido. Debido a que se eligió atender posteriormente los faltantes, las demandas se cumplirán tan pronto como sea posible, que en este caso resulta el último período.
En este ejemplo, no se produce aumento o disminución de un mes a otro, por lo que estas columnas no aparecen en esta pantalla.
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Total. Se calculan el número total de unidades demandadas, producidas, en inventario, faltantes, en el incremento y/o disminución de la producción. En el ejemplo, 6000 unidades son requeridas y se produjeron 6000 unidades, y había un total de 600 unidades-mes de inventario, 100 unidades-mes de faltantes, y 0 unidades-mes de incremento o disminución en la producción mensual.
Costs (Costos). Los totales de columna se multiplican por los costos rspectivos, dando el costo total para cada uno de los elementos de costo. Por ejemplo, las 600 unidades en inventario se han multiplicado por 3 dólares por unidad, dando un total de costo de inventario de $ 1800, como se muestra en la figura.
Total cost (Costo total). El costo total se calcula y se muestra. Para esta estrategia, el costo total es de $ 50,200.
Gráficos
Hay dos gráficos disponibles en este módulo. Es posible mostrar un gráfico de barras de la producción en cada período, así como también se puede exponer un gráfico de la producción acumulada frente a la demanda acumulada, como se muestra en la figura.
Ejemplo 2: Inventario inicial y la producción anterior
En el ejemplo anterior se han realizado dos modificaciones, que se pueden ver en la siguiente pantalla. En el ―Initial Inventory‖ (inventario inicial), con 100 unidades. Además, el método a usar se ha modificado para utilizar la demanda neta.
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Examinando la columna "Regular time production" (Producción en tiempo regular) se indica que la producción total es 5900 unidades, en lugar de las 6000 unidades del ejemplo anterior, ya que hay un inventario inicial de 100 unidades. Por tanto, sólo se necesitan producir 1475 unidades por mes.
Ejemplo 3: Usando horas extraordinarias y subcontratación
En el siguiente ejemplo que se muestra en la siguiente pantalla, la capacidad para el tiempo regular del ejemplo original (sin inventario inicial) ha sido reducida en 1000 unidades. Se incluyen las capacidades de 100 horas extraordinarias de 100 y de 900 horas para la subcontratación, así como los costos unitarios de las horas extraordinarias y la subcontratación de $ 9 y $ 11, respectivamente. Esto se puede ver en la siguiente figura:
Capítulo 6: Módulos
Porque no es suficiente la capacidad en tiempo regular, el programa recurre a las horas extraordinarias y a la subcontratación. En primer lugar, elige la alternativa que es menos costosa. Por lo tanto, en este ejemplo, el programa primero hace 1000 unidades en tiempo regular, luego 100 unidades en horas extraordinarias ($ 9/unidad), y finalmente 400 unidades en las horas de subcontratación (de las 900 disponibles) a $ 11/unidad.
Ejemplo 4: Cuando la subcontratación es menos costosa que las horas extraordinarias
La siguiente pantalla se muestra un caso en que la subcontratación es menos costosa que las horas extraordinarias. Es decir, el único cambio hecho desde la pantalla anterior es que las horas extraordinarias costarán $ 13 en vez de $ 9. Esta vez, el programa opta primero por la subcontratación, porque no hay capacidad suficiente, no se utilizan todas las horas extraordinarias.
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A partir del ejemplo anterior, la pérdida de la venta se utiliza en lugar del aplazamiento, como puede verse en la siguiente pantalla.
El resultado muestra un déficit de 100 unidades al final del Período 3. En el próximo período, se producen 1500 unidades a pesar de que sólo necesitan 1400 unidades. Estas 100 unidades adicionales no se utilizan para satisfacer la escasez Período 3, ya que estos se han convertido en ventas perdidas. Las 100 unidades entran en el inventario, como puede verse en la columna del Período 4, en la columna de inventario. No tiene sentido utilizar un buen modelo de producción conjuntamente con ventas perdidas. Al final, la demanda total no es 6000, ya que 100 de las ventas se han perdido.
Ejemplo 6: Estrategia de producir a demanda (no hay inventario)
Desde el primer ejemplo el método ha sido cambiar la producción de acuerdo a la demanda o estrategia a seguir.
Capítulo 6: Módulos
Observe que el programa ha establecido la columna "Regular time production" igual a la columna de la demanda. El inventario no se muestra porque siempre es 0 en virtud de esta opción. Con una producción igual a la demanda y sin inventario inicial, no habrá escasez ni cambios en inventarios. Las tasas de producción se incrementarán y/o disminuirán. En este ejemplo, la producción en el Período 1 fue de 1200 y la producción en el Período 2 fue 1500. Por lo tanto, la columna de incremento tiene un aumento de 300 para el período 2. El programa no lista cualquier aumento en el período 1 y una producción inicial no se da. El total de aumentos han sido 700; y las disminuciones igual a 500.
Increase (Incremento). El cambio en la producción a partir del período anterior a este período se produce en esta columna si el cambio representa un aumento. Observe que el programa asume que ningún cambio se lleva a cabo en el primer período en este ejemplo, porque los datos iníciales indicaron que se produjeron 0 unidades el mes pasado. En el presente ejemplo, no hay cambios en otros períodos porque la producción es constante en virtud de la opción de producción suavizada.
Decrease (Decrecimiento). Si la producción disminuye, la disminución en esta columna aparece.
Ejemplo 7: Aumento y disminución de carga
En el ejemplo anterior había aumentos y disminuciones en la producción. Estos aumentos y disminuciones corresponden a la producción en tiempo regular. En la siguiente pantalla, la capacidad en tiempo regular se ha reducido, a fin de obligar la producción en tiempo regular, y en horas extraordinarias.
Observe que la columna de incremento sólo tiene un valor en sí en el segundo período, cuando el tiempo ordinario de la producción pasó de 1200 a 1500 unidades. El tiempo regular de la producción sigue siendo 1500, y a pesar de los aumentos de
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horas extraordinarias, este no aparece en la columna de incremento. No hay cargos contra el aumento de horas extraordinarias o la subcontratación.
El Modelo de Transporte de Planificación Agregada
El modelo de transporte de planificación agregada contiene datos que son idénticos a los modelos anteriormente examinados. La única diferencia es que el modelo de transporte no considera cambios en los niveles de producción, de modo que no se permitió la entrada de datos para aumentar o disminuir los costos o las unidades en el último período. La pantalla de creación le pedirá el número de períodos y si la escasez es permitida o no. La similitud con la anterior pantalla de entrada se puede ver a continuación. Observe que sólo hay una entrada para cada uno de los costos. Así, este modelo no puede ser utilizado para situaciones en las que los costos varían de un período a otro. Debe formular estos problemas utilizando el mismo modelo de transporte desde el menú de módulos, en lugar de este submodelo de transporte de la planificación agregada.
Nota: El modelo de transporte que es el segundo submodelo en el menú New también se puede acceder como el último método en el primer submodelo.
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La ventana de la izquierda contiene las cantidades de producción tal como se expresa en forma de transporte. La ventana de la derecha resume las cantidades de producción, los costos y las unidades de meses de tenencia (y escasez de ser aplicable).
Es aún más evidente que se trata de un problema de transporte si se examina la segunda ventana de salida que es el propio modelo de transporte.
Los grandes números (9999) han sido registrados a fin de evitar el programa de aplazamientos. Si lo desea, este cuadro podría ser copiado, así que podría abrir el modelo de transporte, crear una nueva tabla vacía que es de 13 por 4 y pegar estos datos en el cuadro.
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Assembly-Line Balancing (Balance de Línea)
Este modelo se utiliza para equilibrar cargas de trabajo en una línea de producción. Cinco reglas heurísticas se pueden utilizar para realizar el balance. El tiempo de ciclo se puede dar explícitamente, o la tasa de producción y el programa calcula el tiempo de ciclo. Este modelo no divide las tareas. La división de tareas se examina con más detalle en una sección posterior.
El Modelo
El marco general para el balance de línea viene dado por el número de tareas que han de ser equilibrados. Estas tareas son parcialmente ordenadas, como se muestra, por ejemplo, en el diagrama de precedencia que sigue:
Método. Las cinco reglas heurísticas que se pueden elegir son los siguientes: 1. El tiempo de operación más largo
2. El que tenga el mayor número de tareas siguientes 3. Pesos posicionados por ranking
4. El menor tiempo de operación
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Nota: Los vínculos se rompen de manera arbitraria si dos tareas tienen la misma prioridad basada en el estado dado. Tenga en cuenta que romper el empate puede