Propuesta de un Modelo de Programación de Operaciones para Sistemas de Producción

El acceso abierto debería aumentar la visibilidad y el impacto de los resultados de la investigación al mismo tiempo que se adoptan políticas y se siguen protocolos. El uso de algoritmos apropiados proporciona soluciones consistentes con los principios lógicos que subyacen a su diseño.

INTRODUCIÓN

CAUSAS DEL ENFOQUE IMPROVISADO
PROBLEMÁTICA
CONSECUENCIAS DEL ENFOQUE IMPROVISADO
PROPUESTA DE TRABAJO
OBJETIVOS
CONTENIDO

En consecuencia, es común que los responsables del área de producción desconozcan el tratamiento formal de la programación de corto plazo. Considerando la magnitud del problema descrito, se propone desarrollar un modelo de programación operativa de corto plazo aplicable a la gestión de sistemas de fabricación sobre pedido.

MARCO TEÓRICO

FUNCIÓN DE PLANIFICACIÓN

Los problemas, objetivos y características de la actividad de planificación varían según el sistema productivo que se analice, el nivel de detalle buscado y el horizonte temporal considerado. La coordinación de los recursos y actividades necesarias para alcanzar los objetivos de medio y corto plazo de la empresa corresponden a la planificación táctica.

PLANIFICACIÓN TÁCTICA

Etapas de la Planificación Táctica

Decisiones como los productos a producir, la definición de capacidad, la selección de procesos y la ubicación de la planta determinan la estructura productiva de largo plazo de la empresa. El período máximo de programación depende de la confianza con la que se puedan realizar las estimaciones, ya que la fiabilidad de los resultados depende directamente de la exactitud de las previsiones.

PROGRAMACIÓN A CORTO PLAZO

Proceso de Asignación y Secuenciación
Objetivos del Proceso de Asignación y Secuenciación

Posteriormente, la secuenciación determina el orden de ejecución de las operaciones en el conjunto de centros de trabajo disponible. A partir de ahora, la reducción del tiempo de trabajo se adopta como una característica de programación a optimizar.

TIPOS DE CONFIGURACIONES PRODUCTIVAS

C| Reducir el periodo de trabajo, ya que este se interpreta como la diferencia entre la hora de inicio de la programación y la hora de finalización de la misma. El tamaño de los lotes depende del número de trabajos pendientes que tengan características homogéneas y de la consideración de los tiempos totales de procesamiento frente a las obligaciones de entrega o los requisitos de inventario.

SECUENCIACIÓN EN PROCESOS ORGANIZADOS POR LOTE

Distribución de Procesos en Línea
Distribución de Procesos por Funciones

Regla Johnson Simple N trabajos en 2 Operadores Bajo Óptimo Regla Johnson Extendida N trabajos en 3 Operadores Bajo Muy Bueno Algoritmo Campbell N trabajos en M Operadores Medio Bueno Técnicas de programación En sistemas de producción en los que se realiza una distribución de actividades de tipo funcional, cada lote debe ir a través de las estaciones de trabajo en un orden que puede ser diferente al de los demás.

PROGRAMACIÓN EN SISTEMAS DE PRODUCCION TIPO TALLER

Planificación no Activa
Planificación Semi Activa
Planificación Activa
Planificación Sin Retraso

Se trata de la planificación en la que es posible posponer la fecha de ejecución de al menos una transacción sin tener que cambiar el orden de las operaciones (Márquez Delgado, 2012). En la Figura 6, se puede ver que J2(1) en el procesador M1 puede posponer su ejecución hasta el momento t0 únicamente posponiendo el inicio de la operación J1(1) hasta el momento t3.

ESPACIO DE SOLUCIONES

Planificar sin demora es una planificación en la que ningún centro operativo se queda quieto mientras sea posible asignarle una tarea (Márquez Delgado, 2012). El efecto de los cambios necesarios para transformar un cronograma activo en un cronograma sin demora es impredecible en términos de la función objetivo.

COMPLEJIDAD DE LA SECUENCIACION EN SISTEMAS TIPO TALLER

Suponiendo que varias de las secuencias obtenidas pueden usarse para resolver el sistema original, se deduce que el problema de programación a corto plazo pertenece a la clase NP. De esta analogía se deduce que el problema general de secuenciación de flujo también es un problema NP-Completo.

SECUENCIACION ESTÁTICA VERSUS SECUENCIACIÓN DINÁMICA

TECNICAS DE PROGRAMACIÓN APLICABLES A SISTEMAS TIPO TALLER

Enfoque Improvisado
Métodos Formales
Métodos Exactos
Métodos Aproximados

Métodos Constructivos
Métodos de Mejoramiento
Métodos de Búsqueda

De esta forma, sólo se continúan desarrollando las alternativas con mayor rendimiento hasta obtener un conjunto de soluciones finales. En las técnicas de lanzamiento, la programación se realiza simulando el progreso de las operaciones a escala de tiempo real.

HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN EL DESARROLLO DE ESTE TRABAJO

Matriz de Polivalencia
Estratificación
Diagrama de Flujo

El método es similar a la búsqueda aleatoria, pero utiliza un método constructor de secuencia válido para trabajar con un espacio de búsqueda mucho más estrecho. El diagrama de flujo es un modelo gráfico diseñado para describir sistemáticamente un determinado proceso o procedimiento. En el presente trabajo se utilizará la nomenclatura gráfica definida por el Instituto Nacional de Estándares de Estados Unidos, ANSI por sus siglas en inglés.

DESARROLLO

DESCRIPCIÓN Y ANÁLISIS DE UN CASO REAL

Presentación de la Empresa
Descripción del Taller
Estudio Técnico

Circuito de Operaciones
Estaciones de Trabajo
Suministro de Datos
Cubo de Tiempo
Frecuencia de Actualización y Frecuencia de Reprogramación

En cambio, teniendo en cuenta los supuestos adoptados en la Sección 0, la asignación de recursos se realizará junto con la determinación de las estaciones de trabajo. En la Tabla 3 se muestra el listado de centros de trabajo determinados aplicando el método propuesto. La siguiente etapa consiste en completar la definición de los elementos de trabajo a incluir en el cronograma.

DEFINCIÓN DEL PROBLEMA

Condiciones de Contorno
Formalización del Problema

Reducir la carga de trabajo: una métrica relacionada con la planificación en general, definida como la mayor 𝐶𝑖𝑗𝑘𝑙. Minimizar la latencia máxima: una métrica relacionada con la programación general que se calcula como el retraso máximo entre todos los trabajos considerados. Reducir la cantidad de tareas retrasadas: una métrica relacionada con la programación general, que se calcula como la cantidad de todas las tareas cuyo retraso es mayor que "0".

MODELO DE ASIGANACIÓN Y SECUENCIACIÓN DE OPERACIONES

Generación de Secuencias

Generación de secuencias válidas
Generación de secuencias activas
Generación de planificaciones activas
Reglas de despacho
Búsqueda restringida

Método G&T

Critica sobre el método G&T

Método Propuesto

Selección de la operación a secuenciar
Reflexión sobre el método propuesto
Limitaciones propias a los algoritmos de lanzamiento

Extensión del método propuesto, a la gestión de instancias múltiples
Extensión del método propuesto para contemplar prioridades indicadas

Jerarquía de prioridades
Dinámica de criterios

Algoritmo de búsqueda restringida

Si se aplica el algoritmo G&T a la propuesta planteada se logra la programación de la Figura 20. Posteriormente se busca en la nómina actividades cuya fecha de finalización sea igual o anterior a la fecha de inicio de la operación preseleccionada. La regla de la cadena extendida a los centros de multiplicidad se utiliza para generar el grupo de operaciones candidatas.

Aplicación de los algoritmos a un contexto real

Calendarización

Momento Cero
Fecha de entrega
Gestión de fechas de disponibilidad
Resultados

Adición de funcionalidades específicas

Inclusión de operaciones de mantenimiento
Gestión de eficiencias

Problema del “enganche” entre una programación y otra

Gestión del Avance
Gestión de Prioridades

El momento cero se define con la fecha de inicio de la planificación y corresponde al punto 0 de la recta numérica. Cuando se programa una operación en el centro "0", se actualiza la fecha de disponibilidad de la siguiente operación, según el tiempo de procesamiento asociado al procesador ficticio. En otras condiciones, las prioridades se invierten, a excepción de la referencia "3" que se convierte en "-4" por conveniencia algorítmica.

PRESENTACIÓN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS

Definición de indicadores productivos

La demanda se puede medir desde el punto de vista de la producción cuando la variedad de lotes producidos es similar. Para casos como instalaciones tipo taller, se debe estimar la carga de trabajo por el lado de los insumos, identificando el volumen de trabajo que representa cada operación para cada recurso. Considere en conjunto la capacidad de trabajo correspondiente al período de actividad de cada uno de los procesadores.

CONCLUSIONES

La capacidad de modificar y adaptar el modelo propuesto parece no tener límite definido; los ajustes necesarios para adaptar y especificar el sistema se pueden ir añadiendo paso a paso de forma general. Esta capacidad permite representar el problema real de forma precisa, logrando soluciones integradas más robustas y eficientes.

BIBLIOGRAFIA

ANEXO I: PSEUDOCÓDIGOS

PSEUDOCÓDIGO DEL ALGORITMO G&T

REGLA DE LA CADENA

REGLA DE LA CADENA PARA CENTROS CON MULTIPLICIDAD

ANEXO II. DESCRIPCIÓN DE LA HERRAMIENTA

SELECCIÓN DEL LENGUAJE Y EL SOFTWARE DE DESARROLLO

Entorno de desarrollo

Visual Basic para Aplicaciones (VBA) es un lenguaje que le permite desarrollar aplicaciones para mejorar y/o personalizar la funcionalidad de los programas nativos del sistema operativo Windows. VBA es un lenguaje de alto nivel, ya que permite escribir instrucciones en un lenguaje muy similar al inglés, así como utilizar notación matemática común. También es un lenguaje compilado, ya que requiere un programa que traduzca la sintaxis nativa en código de máquina que pueda ser ejecutado por la computadora.

ESQUEMA GENERAL DE LA HERRAMIENTA INFORMÁTICA

Jerarquía de operaciones
Definición de estados
Trazabilidad de registros y estados
Asignación de prioridades
Configuración del sistema de producción
Parámetros de cálculo

El estado de entrega también se determina manualmente, pero a diferencia de los demás, es permanente ya que indica el final de la actividad asociada. La posibilidad de predefinir los circuitos de control estandariza la estructura de las tareas y facilita enormemente la carga de datos. La correspondencia entre el cubo de tiempo y las dimensiones de tiempo reales debe establecerse con la mayor precisión posible, ya que los cambios posteriores en la definición afectarán significativamente la usabilidad de los registros existentes.

LÓGICA DE USO

Carga de órdenes de trabajo
Carga de ítems
Cálculo y generación de reportes
Carga del parte de horas

A continuación se presenta en la Figura II-2, el diagrama de flujo para el proceso de carga de órdenes de trabajo. La Figura II-3 contiene el diagrama de flujo del proceso de carga de artículos. Luego hay que elegir cómo el sistema debe interpretar los datos de progreso y el tiempo de trabajo transcurrido.

ESTRUCTURA DE LA HERRAMIENTA

Tablas de datos
Estructura algorítmica

Carga de datos
Algoritmo cadena
Algoritmo aleatorio
Informe Comparativo
Hoja de Trabajos
Grafica de Gantt
Informe de Trabajos
Informe de Operadores

IMF (N,M0) Matriz de fechas de inicio: Registra las fechas de inicio de cada operación programada. RMFI (N,M0,9) Matriz de resultados de rechazo de inicio: registre una copia de la MFI para cada ejecución del algoritmo. RFII (N,L,9) Matriz de resultados de inicio por instancia: Registra la fecha de inicio de la primera operación programada para cada instancia, según el algoritmo ejecutado.

FORMULARIOS Y REPORTES

Formularios
Reportes
Informe comparativo
Informe de operadores

Informe de trabajos

Gráfica de Gantt
Hoja de Trabajos

Similar al informe anterior, pero centrado en la descripción estadística del desempeño de cada uno de los operadores. Para el algoritmo previamente seleccionado, muestra un resumen estadístico relacionado con el rendimiento de cada uno de los procesadores disponibles. Para el algoritmo previamente seleccionado, muestra un resumen estadístico relacionado con el desempeño de cada uno de los elementos disponibles.

INTERFAZ

Botón "Pedido": muestra el formulario de carga principal, diseñado para ingresar y editar pedidos y elementos de trabajo. Botón "Hoja": Muestra el formulario de seguimiento donde es posible asociar una instancia específica de un centro de trabajo a una operación en curso, asociar un operador a la actividad e ingresar horas reales y porcentaje de avance. El botón “Configuración”: Muestra un formulario desde el cual se pueden cambiar las variables que parametrizan la ejecución de los algoritmos de cálculo.

VALORES LÍMITES DEL MODELO

Se utiliza para contrastar los tiempos de inicio y finalización asociados con operaciones reales con un momento ficticio lo suficientemente grande como para estar fuera de la escala de operaciones prevista. El valor de la constante es configurable sólo a través de código y depende de la relación entre el horizonte temporal normalmente evaluado y el cubo de tiempo definido. Por este motivo, el valor de cte3 es útil para limitar el tamaño de la tabla en cuestión.

ANEXO III: CASO DE EJEMPLO

DESARROLLO

Creación de Clases
Creación de Clientes
Creación de Centros
Creación de Secuencias
Creación de Procesos
Configuración de Jornada Laboral
Especificación de Feriados
Creación de Trabajos
Carga de Operarios
Carga de Horas Reales
Tabla Principal
Informe de Cálculo
Matrices de Datos
Matrices de Datos Corregidas
Informe Comparativo
Informe de Trabajos
Informe de Recursos
Hoja de Trabajos
Matrices Solución
Diagrama de Gantt

Las formas correspondientes y un detalle del desempeño del cálculo se muestran en la Figura III-13. En la Figura III-16, los mejores resultados correspondientes a cada método están resaltados en rosa. Finalmente, se exponen las matrices que contienen los resultados "brutos" del algoritmo, ver Figura III-20.

Función de planificación

Matriz proceso producto

Planificación no activa

Planificación semi activa

Planificación activa

Planificación sin retardo

Espacio de soluciones

Clases de complejidad algorítmica

Métodos de programación de la producción en sistemas tipo taller

Símbolos empleados en diagramas de flujo

Nómina de operaciones

Requerimientos de mano de obra y restricciones físicas por proceso

Matriz de polivalencia

Circuitos productivos

Órdenes de trabajo por proceso

Agrupación de centros de trabajo

Diagrama de flujo

Planteo de un problema de secuenciación

Planificación obtenida aplicando G&T

Planificación obtenida aplicando la regla propuesta

Cálculo de operaciones candidatas por regla de la cadena

Selección de la operación a secuenciar

Determinación de operaciones candidatas por instancia, 1° iteración

Jerarquía de prioridades

Tabla de prioridades

1. Estado de los trabajos

2. Carga de órdenes de trabajo

3. Carga de ítems

4. Cálculo y generación de reportes

5. Tablas permanentes

6. Tablas temporales

7. Estructura modular de la aplicación

8. Estructura de formularios

9. Interfaz

1. Creación de clases

2. Creación de clientes

3. Creación de centros

4. Creación de secuencias

5. Creación de procesos

6. Especificación de la jornada laboral

7. Especificación de jornadas especiales

8. Ingreso de trabajos

9. Ingreso de un mantenimiento

10. Ingreso de personal

Luego, las matrices de datos se muestran tal como las recibe la rutina de carga, a partir de las tablas estáticas, consulte la Figura III-14. Según parámetros de cálculo, parámetros de eficiencia y en base a una tabla de control se corrige el cronograma. El siguiente informe, incluido en la Figura III-18, muestra las métricas de desempeño de cada uno de los centros/instancias disponibles para el método seleccionado.