Planificación de Requerimientos de Materiales (MRP)

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1 Universidad Simón Bolívar Planificación de Requerimientos de Materiales (MRP) PS-4162 Gestión de la Producción II 1

2 Contenido Perfil de una empresa de proyección mundial: Collins Industries Requisitos del modelo de inventario para la demanda dependiente: Programa marco de producción Especificaciones o listas de materiales Registros precisos del inventario Órdenes de compra pendientes Plazo de entrega de cada componente Estructura MRP 2

3 Contenido Gestión MRP Dinámica MRP MRP y JIT (justo a tiempo) Técnicas para determinar la dimensión de los lotes Ampliaciones de la MRP MRP de bucle cerrado Planificación de la capacidad Planificación de las necesidades de material II (MRP II) Planificación de los recursos de la empresa (ERP) 3

4 Contenido MRP en el sector servicios Planificación de los recursos de distribución (DRP) Estructura de MRP Asignación 4

5 Objetivos de aprendizaje Cuando haya completado este capítulo, debe ser capaz de: Identificar o definir: Listas planificadas y kits (conjuntos) Listas fantasmas Codificación de nivel inferior Dimensión del lote 5

6 Objetivos de aprendizaje Cuando haya completado este capítulo, debe ser capaz de: Describir o explicar: Planificación de las necesidades de materiales Planificación de las necesidades de distribución Planificación de los recursos de la empresa 6

7 Industrias Collins Es el mayor fabricante de ambulancias del mundo. Competencia internacional. Existen 12 diseños principales de ambulancias artículos de inventarios distintos partes manufacturadas partes compradas. MRP: MAPICS de IBM. 7

8 Industrias Collins Collins necesita que: el plan de material satisfaga tanto los requisitos del programa marco como las capacidades de la instalación de producción. el plan se ejecute como se diseñó. se realicen entregas de material efectivas, control de inventarios y una revisión constante de los métodos de compra. se mantenga la integridad en los registros. 8

9 Clasificación del inventario Inventario Fases del proceso Número y valor Tipo de demanda Otros Materia prima WIP Productos terminados Artículo A Artículo B Artículo C Independiente Dependiente Mantener Reparar Operar 9

10 Demanda dependiente vs demanda independiente Artículo Fuente de la demanda Tipo de material Método de estimación de demanda Método de planificación Materiales con demanda independiente Clientes de la empresa Productos acabados Previsión y reserva de pedidos por los clientes EOQ y ROP Materiales con demanda dependiente Artículos padre Productos en proceso y materias primas Cálculo MRP 10

11 Factores del plan de producción Producción Capacidad Inventarios Compras Eficacia de los proveedores Marketing Demanda de clientes Plan de producción agregado Finanzas Flujos de caja Recursos humanos Planificación de la mano de obra Dirección Retorno de la inversión de capital Ingeniería Definición del diseño 11

12 El proceso de planificación Plan de producción agregado Cambiar el plan de producción? Cambiar requerimientos? Programa marco de producción Plan de requerimientos De materiales Cambiar el programa marco de producción? Cambiar capacidad? No Plan detallado de las necesidades de capacidad Sí Realista? Llevar a cabo los planes de capacidad Llevar a cabo los planes de material Se está cumpliendo el plan de capacidad? Se está cumpiendo el plan? 12

13 Enfoque típico del programa marco de producción Cantidad de artículos terminados Realizar pedido (Enfoque de proceso) Montaje del pedido o previsión (Repetitivo) Excedente por previsión (Enfoque de producto) Programación del producto acabado Enfoque típico del programa marco de producción Número de entradas Pedidos programados Ejemplos: Imprenta Taller Restaurante de lujo Módulos programados Motocicletas, automóviles, TV, restaurante de comida rápida Acero, cerveza, bombillas, papel 13

14 Modelos de inventario para la demanda dependiente Para utilizar los modelos de inventario para la demanda dependiente de forma eficaz, el director de operaciones debería conocer: El programa marco de producción Las especificaciones o listas de materiales La disponibilidad del inventario Los pedidos de compra pendientes Los plazos de entrega 14

15 Especificaciones o listas de materiales Listas de los componentes y de las cantidades necesarios para fabricar un producto. Proporciona la estructura del producto (árbol): Padres: son los artículos que están por encima de un nivel. Hijos: son los artículos que se encuentran por debajo de un nivel. Muestran una codificación de nivel inferior: El artículo es codificado en el nivel más bajo que aparece. El nivel más alto es 0; el siguiente 1, etc. 15

16 Estructura de un Producto Nivel Estructura de producto de Awesome (A) Equipo de altavoces estándar de 12 Equipo de altavoces estándar de 12 Conjunto de altavoces estándar de 12 con amplificador Altavoz de 12 Caja de empaquetado y equipo de instalación eléctrica, tuercas y tornillos. Amplificador Altavoz de 12 16

17 Listas de materiales: árbol de la estructura del producto Bicicleta (1) P/N 1000 Manillares (1) P/N 1001 Montaje del cuadro (1) P/N 1002 Ruedas (2) P/N 1003 Cuadro (1) P/N

18 Listas de materiales especiales Listas de módulos: Los módulos son componentes que pueden ser producidos y montados en otras unidades. Listas de planificación: Están creadas para asignar un padre artificial. Reducen el número de artículos programados. Listas fantasmas: Se utilizan para submontajes que existen sólo de forma temporal. 18

19 Comienzo de la producción D 2 semanas 1 semana G D Estructura de producto desplazada en el tiempo Aquí debe de estar completada la porducción (compra) de D y E para que la producción de B pueda comenzaar 2 semanas 1 semana 2 semanas 3 semanas 2 semanas para producirlo B E 1 semana D E F B A 1 semana C 19

20 Planificación de las necesidades de materiales (MRP) Fabricación de un sistema de información por computador. Determina la cantidad y la estimación de tiempo de los artículos de demanda dependientes Gross Requirements Scheduled Receipts 5 30 Available Net Requirements 7 Planned Order Receipts Planned Order Releases Corel Corp. 7 20

21 Requisitos de la MRP Sistema computarizado. En su mayoría, productos sencillos. Lista de materiales precisa. Estado de inventario preciso. 99 por ciento de precisión en el inventario. Plazos de entrega estables T/Maker Co. 21

22 Ventajas de la MRP La satisfacción del cliente es mayor debido al cumplimiento de los programas de entrega. La respuesta a los cambios del mercado es más rápida. Una mejor utilización de la mano de obra y del equipo. La programación y la planificación del inventario es mejor. Reducción de los niveles de inventario sin tener que reducir el servicio al cliente. 22

23 MRP y el proceso de planificación de producto Previsión y pedidos Planificación de producción agregada Disponibilidad de recursos Planificación de requisitos de material Planificación de requisitos de capacidad Programa maestro de producción No, modificar CRP, MRP, o MPS Realista? Sí Programas del comercio y de la planta 23

24 Sistemas MRP: recursos y producción Lista de materiales Artículo maestro Programa maestro de producción Sistema de planificación de requisitos de materiales Pedido planificado y otros informes Estado del inventario Datos de compra 24

25 Estructura MRP Lista de materiales Plazo de entrega (archivo maestro de producción) Datos de inventario Programa marco de producción Programas MRP Informe IMRP por periodo Informe MRP por fechas Informe de órdenes planificadas Avisos de compra Datos de compra Informes de excepción 25

26 Plan de Requerimientos de Materiales Lista de materiales Plazos de Entrega Inventario Disponible Programa Maestro de Producción Desarrollar la estructura del producto Plan de Requerimientos Brutos Plan de Requerimientos Netos 26

27 Programa marco de producción Muestra los artículos que se tienen que producir. Artículo terminado, pedido del cliente, módulo. Está basado en el plan agregado. 27

28 Programa marco de producción Muestra los artículos que se tienen que producir. Artículo terminado, pedido del cliente, módulo. Está basado en el plan agregado. Ejemplo: Artículo/Semana 3 oct 10 oct 17 oct 24 oct Taladros Sierras

29 Un ejemplo de utilización de la MRP Ampere, C.A. produce una línea de medidores eléctricos (tipos A y B) para ser instalados en edificios residenciales para medir el consumo de energía. También produce partes (E) y subensamblajes que se venden separadamente para reparaciones. Determine un programa de requerimientos de materiales para Ampere C.A. 29

30 Requerimientos futuros Ampere C.A. Mes Medidor A Medidor B Subensamble D Parte E Conocidos Aleatorios Conocidos Aleatorios Conocidos Aleatorios Conocidos Aleatorios

31 Programa Maestro de Producción para satisfacer la demanda SEMANA Medidor A Medidor B Sub- Ensamble D Parte E

32 Estructura para el Medidor A Nivel 0 A Nivel 1 C(1) Nivel 3 D(1) D(1) E(1) F(1) E(2) E(1) F(1) F(2) Nivel 4 (n) Cantidad requerida por unidad del artículo a producir 32

33 Estructura para el Medidor B Nivel 0 B Nivel 1 C(1) Nivel 3 D(1) E(1) F(2) E(1) F(1) F(2) Nivel 4 (n) Cantidad requerida por unidad del artículo a producir 33

34 Archivo de Inventario Artículo Inventario Disponible Plazo de Recepción de Pedidos (semanas) A 50 2 B 60 2 C 40 1 D 30 1 E 30 1 F

35 Funcionamiento del MRP Necesidades Brutas + Asignaciones Inventario Actual Recepciones Programadas - + = Necesidades Netas Necesidades Totales Inventario Disponible 35

36 MRP Artículo A SEMANA Artículo A Plazo de Espera = 2 Requerimientos Brutos Recepción Programada Disponible A Requerimientos Netos Recibo de Pedidos Planeados Emisión de Pedidos

37 MRP Artículo B SEMANA Artículo B Plazo de Espera = 2 Requerimientos Brutos Recepción Programada Disponible B Requerimientos Netos Recibo de Pedidos Planeados Emisión de Pedidos

38 MRP Artículo C SEMANA Artículo C Plazo de Espera = 1 Requerimientos Brutos Recepción Programada Disponible C Requerimientos Netos Recibo de Pedidos Planeados Emisión de Pedidos

39 MRP Artículo D SEMANA Artículo D Plazo de Espera = 1 Requerimientos Brutos Recepción Programada Disponible D Requerimientos Netos Recibo de Pedidos Planeados Emisión de Pedidos

40 MRP Artículo E SEMANA Artículo E Plazo de Espera = Requerimientos Brutos Recepción Programada Disponible E Requerimientos Netos Recibo de Pedidos Planeados Emisión de Pedidos

41 MRP Artículo F SEMANA Artículo F Plazo de Espera = Requerimientos Brutos Recepción Programada Disponible F Requerimientos Netos Recibo de Pedidos Planeados Emisión de Pedidos

42 Emisión de Pedidos SEMANA A 1200 B 400 C 1560 D E F

43 Derivación del programa marco A S Periodos B C Tiempo de entrega de A = 4 Programa marco de A B C Tiempo de entrega de S = 6 Programa marco de S Programa maestro para B vendido directamente Periodos Necesidades brutas: B = = 45 Por lo tanto, estas son las necesidades brutas de B 43

44 Dinámica MRP Tiene capacidad de replanificación. Nerviosismo del sistema. Los intervalos de tiempo: permiten que un segmento del programa marco sea designado como no reprogramable. Pegging : rastrea de abajo a arriba en la lista de materiales desde el artículo componente hasta el padre. El hecho de que el director de operaciones pueda reaccionar ante los cambios, no implica que deba hacerlo. 44

45 MRP y justo a tiempo MRP: es una técnica de programación y de planificación con plazos de entrega fijos. JIT: es una forma de mover el material con rapidez. Si se integran ambas técnicas se consigue un enfoque de flujo equilibrado. 45

46 Determinación del tamaño de los lotes Lote-por-lote Cantidad económica de pedido (EOQ) Método del Costo Total Mínimo Heurística de Silver-Meal Costo Unitario Mínimo Método del Equilibrio de unidades entre periodo (PPB part period balancing) Algoritmo Wagner-Whitin 46

47 La técnica de lote por lote Fija los pedidos planeados para igualar con exactitud los requerimientos netos. Produce exactamente lo necesario cada semana sin tener que trasladar a periodos futuros. Minimiza el costo de mantenimiento. No tiene en cuenta los costos de preparación ni las limitaciones de capacidad. 47

48 Cantidad económica del pedido (EOQ) Se equilibran los costos de preparación y de mantenimiento. Debe existir una demanda claramente constante o una reserva de seguridad para ajustarse a a variabilidad de la demanda. La EOQ no se diseñó para un sistema como la MRP, donde la demanda no es uniforme y los requerimientos se satisfacen la comienzo del periodo. Los tamaños de los lotes de la EOQ no siempre cubren en número total de pedidos. 48

49 Cantidad económica del pedido (EOQ) K = costo de preparación de una orden h = costo de almacenamiento o mantenimiento por unidad de producto y por unidad de tiempo D = demanda por unidad de tiempo Q = tamaño del lote Q = 2KD h 49

50 Costo total mínimo Calcula la cantidad del pedido calculando el costo total del inventario sumando el costo de mantenimiento y los costos de preparación para diferentes tamaños de lotes y luego selecciona el lote en el cual el costo total es mínimo. Pedir en la semana 1 para los requerimientos de esa semana Pedir en la semana 1 para los requerimientos de esa semana y la semana 2 Pedir en la semana 1 para los requerimientos de esa semana y las semanas 2 y 3 Y así sucesivamente. Para todas las alternativas se comparan los costos. Se ve influenciada por el horizonte de planificación. 50

51 Costo Total Mínimo n = total de periodos T = próximos T periodos r j = cantidad de productos requeridos para el período j C(T) = costo total para los próximos T periodos C (1) = K C ( 2) = K + hr C ( 3) = K + hr + hr C( j) = K + hr + 2hr ( j 1) hr 2 3 j 3 51

52 Costo Total Mínimo Se selecciona el tamaño del lote para el cual C(T) es el menor (j), y Q 1 = r1 + r r j 1 + r j Se inicia de nuevo el proceso para los siguientes periodos Heurísticas para encontrar el costo total mínimo: Minimizando el costo por periodo Minimizando el costo por unidad de producto Igualando los costos de preparación y mantenimiento 52

53 Heurística Silver-Meal Se minimiza el costo promedio por periodo C(T) = costo por periodo para los próximos T periodos C (1) = K C ( 2) = ( K + hr2 ) / 2 C ( 3) = ( K + hr 2 + 2hr3 ) / 3 C j) = ( K + hr ( j 1) hrj ) / ( 2 3 Cuando C(j) > C(j-1) se para el proceso y Q = r + r r j 1 j Se inicia de nuevo el proceso, comenzando por el periodo j 53

54 Costo unitario mínimo Para cada lote de prueba, añade el costo de los pedidos y costos de mantenimiento, y la suma la divide entre el número de unidades de cada tamaño de lote, seleccionando el tamaño que tenga el costo unitario menor. Toma en cuenta que los costos de preparación unitario disminuyen a medida que aumenta el tamaño del lote. 54

55 Costo Unitario Mínimo Se minimiza el costo unitario (por producto) C(T) = costo por unidad de producto para los próximos T periodos C ( 1) = K / r1 C ( 2) = ( K + hr2 ) /( r1 + r2 ) C ( 3) = ( K + hr2 + 2hr3 ) /( r1 + r2 + r3 ) C j) = ( K + hr + 2hr ( j 1) hr )/( r + r r ( 2 3 j 1 2 j Cuando C(j) > C(j-1) se para el proceso y Q = r + r r j 1 Se inicia de nuevo el proceso, comenzando por el periodo j ) 55

56 Equilibrio de unidades entre periodo (PPB part period balancing). Calcula la cantidad del pedido comparando el costo de mantenimiento y los costos de preparación para diferentes tamaños de lotes y luego selecciona el lote en el cual éstos son casi iguales. Pedir en la semana 1 para los requerimientos de esa semana Pedir en la semana 1 para los requerimientos de esa semana y la semana 2 Pedir en la semana 1 para los requerimientos de esa semana y las semanas 2 y 3 Y así sucesivamente. Para todas las alternativas se comparan los costos. Se ve influenciada por el horizonte de planificación. 56

57 Algoritmo Wagner-Whitin Algoritmo de programación dinámica de inventario sobre n periodos. El modelo trata de minimizar los costos de producción y de almacenamiento para todos los n periodos. Q i = cantidad ordenada en el periodo i r i = cantidad demandada en el periodo i X i = nivel del inventario al principio del periodo i 57

58 Programación dinámica X i+1 = X i + Q i -r i Q i X i i X i+1 K i = costo de preparacion en el periodo i h i = costo de almacenamiento por unidad en el periodo i C i (Q i ) = función de costo de producción para el periodo i C i (Q i ) = 0 Q i = 0 C i (Q i ) = K i +c i (Q i ) Q i > 0 r i 58

59 Ecuación recursiva de la programación dinámica f f i (x i+1 ) es el costo mínimo del inventario para los periodos 1,2,3,...e i, dado el inventario x i+1 del final del periodo. i f 1 ( x ) = min { C ( Q ) + h X } 2 0 Q 1 r + X 1 2 ( x ) min { C ( Q ) + h X + f ( X + r Q )} i+ 1 = i i i i+ 1 i 1 i+ 1 0 Q r + X i i i+ 1 i = 2,3,..., 1 n i i 59

60 Ejemplo de Aplicación Una empresa fabricante de teléfonos celulares, aplicó el MRP para determinar sus necesidades de chips. Como resultado, obtuvo los siguientes requerimientos semanales para las próximas 5 semanas: r = (18, 30, 42, 5, 20) Los costos para estos chips son: h = $ 2 / chip x semana K = $ 80 Recomiende los lotes a solicitar al proveedor. 60

61 Resultados del ejemplo de aplicación Lote por lote EOQ Silver- Meal Costo Unitario PPB Q Q Q Q Q Costo Total

62 Selección del mejor tamaño del lote Utilizando varios métodos, se selecciona el tamaño del lote que arroje el menor costo total. 62

63 Ampliaciones de MRP MRP de bucle cerrado. Planificación de la capacidad: informes de capacidad. MRP II: Planificación de las necesidades de materiales. Planificación de los recursos de la empresa. 63

64 Ampliaciones de MRP: Planificación de la capacidad Las tácticas para suavizar la carga y minimizar el efecto de los cambios de los plazos incluyen: Solapamiento: reduce el tiempo de entrega y consiste en mandar las piezas a la segunda operación antes de que el lote entero sea completado en la primera operación. División de operaciones: manda el lote a dos máquinas diferentes para la misma operación. División el lote: implica desmenuzar el pedido y llevar a cabo parte de éste por delante del programa. 64

65 Bucle Cerrado MRP Production Planning Master Production Scheduling Material Requirements Planning Capacity Requirements Planning No Feedback Yes Realistic? Execute: Capacity Plans Material Plans Feedback 65

66 Perfil de las necesidades de materiales: antes y después Capacidad rebasada en los periodos 4 y 6 División del lote 6 Lote 11 movido Capacidad Capacidad disponible disponible Horas de trabajo estándar Horas de trabajo estándar Periodo Periodo 66

67 Ampliaciones de MRP: Planificación de recursos de materiales MRP II : Sistema MRP ampliado a otros recursos: Los datos del inventario se completan con el costo del capital, horas de trabajo, costo de los materiales, cuentas a pagar o cualquier otro recurso que requieran estas unidades. Las necesidades se sustituyen por recursos Planificación de Recursos de Materiales. 67

68 Ampliaciones de MRP: Planificación de recursos de la empresa ERP (enterprise resource planning): Evolución de los sistemas MRP II con lazos que unen a los clientes y a los proveedores: Sistema paraguas que abarca diversos sistemas especializados y sus vínculos Pedidos Compras Comunicación con proveedores Finanzas Contabilidad Recursos Humanos Producción 68

69 Flujo de información MRP y ERP Facturación Órdenes de venta (entrada de pedido, configuración del producto, gestión de las ventas) Cuentas a cobrar Programa marco de producción Contabilidad general Gestión de inventario Listas de materiales Cuentas a pagar Órdenes de trabajo Compras y plazo de entrega Rutas y plazo de entrega Comunicación con el proveedor (programas, EDI, notas de envío, e-commerce, etc.) 69

70 MRP en servicios Se puede utilizar cuando la demanda de varios servicios o artículos de servicios se clasifica como demanda dependiente cuando está directamente relacionada con, o derivada de, la demanda de otros servicios. Restaurante: panecillos necesarios para cada comida. Hospitales: instrumental quirúrgico. 70

71 Ejemplo estructura de producto (a) ÁRBOL DE LA ESTRUCTURA DEL PRODUCTO Carne picante #10001 Centro de trabajo del Chef #1 Centro de trabajo del primer ayudante #2 Linguini cocinado #20002 Espinacas #20004 Carne preparada y salsa #20003 Centro de trabajo del asistente del Chef #2 Linguini sin cocinar #30004 Salsa #30006 Carne de ternera #30005 (b) LISTA DE MATERIALES Número Descripción Cantidad Unidad Unidad de la parte de medida de coste Carne de ternera picante 1 Servicio - Linguini cocinado 1 Servicio - Carne preparada y salsa 1 Servicio - Espinacas 0,1 Bolsa 0,94 Linguini sin cocinar 0,5 Libra - Carne de ternera 1 Servicio 2,15 Salsa 1 Servicio 0,80 (c) LISTA DE TRABAJO DE LA CARNE PICANTE Horas laborales Centro de trabajo Operación Tipo de Tiempo de Tiempo de mano de obra preparación ejecución Montar el plato Cocinar el Linguini Cocinar la carne y la salsa Chef Ayudante nº 1 Asistente del Chef 0,0069 0,0005 0,0125 0,0041 0,0022 0,

72 Planificación de los recursos de distribución Plan de reaprovisionamiento del inventario desplazado en el tiempo para todos los niveles de la red de distribución. La PRD requiere: necesidades brutas, que son las mismas que la demanda esperada o las previsiones de ventas. niveles mínimos de inventario para responder a los niveles de servicio al cliente. un plazo de entrega exacto. definición de la estructura de la distribución (red de almacenes). 72

73 Planificación de los recursos de distribución La demanda pasa a ser la necesidad bruta. El procedimiento se inicia con la previsión de las ventas al detal en el punto más distante de la red de distribución. Se calculan las necesidades en los demás niveles de la red. Se procede al igual que la MRP, revisando el inventario con el fin de satisfacer la demanda teniendo en cuenta los plazos de entrega. 73

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