FORMACIÓN DE FAMILIAS DE PRODUCTOS PARA 4 LÍNEAS DE EMPAQUE DE UNA EMPRESA FARMACÉUTICA

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1 FORMACIÓN DE FAMILIAS DE PRODUCTOS PARA 4 LÍNEAS DE EMPAQUE DE UNA EMPRESA FARMACÉUTICA Isidro Soria Arguello y José Guadalupe Gómez García * Uiversidad Politécica del Valle de Toluca & Istituto Tecológico de Morelia México Temática del Trabajo: Ivestigació de Operacioes Abstract: The schedulig problem to packagig lies is studied i a pharmaceutical compay; the solutio is obtaied by costructig a optimizatio model which icludes packaged products i families by compatibility attributes: blister size, types of formats ad active substace, to make major chages i mior chages ad reduce preparatio time packig lies. The applies a methodology to sequece the products withi each family, miimizig the chageover time of product i to j, to icrease the productivity of the productio system ad cotiue the growth of the pharmaceutical busiess. The results obtaied are compared with the productio pla of the compay, i order to establish the quality of the solutio foud ad report the profits. Keywords: Product Families, setup times, major chage, mior chage, pla productio, schedulig, productivity. Resume: El problema de programació de productos a líeas de empaque de ua compañía farmacéutica es estudiado; la solució se obtiee costruyedo u modelo de optimizació que agrupa los productos empacados e familias, mediate la compatibilidad de los atributos: tamaño del blíster, tipos de formatos y sustacia activa, para covertir los cambios mayores e cambios meores y dismiuir los tiempos de preparació de las líeas de empaque. Posteriormete, se aplica ua metodología para secueciar los productos detro de cada familia, miimizado e cada líea, el tiempo de cambio del producto i al j, para icremetar la productividad del sistema productivo y dar cotiuidad al crecimieto del egocio farmacéutico. Los resultados obteidos, se compara co el pla de producció de la compañía, co la fialidad de establecer la calidad de la solució ecotrada y reportar los beeficios obteidos. Palabras Clave: Familias de productos, tiempos de preparació, cambio mayor, cambio meor, pla de producció, secueciació, productividad.

2 Itroducció Hoy e día para alcazar altos iveles de productividad e las platas maufactureras es ecesario cotar co u flujo ordeado y flexible de materiales (Liker, 2004), la toma de decisioes asertivas e los sistemas productivos, permite eficietar la operació y coseguir la armoizació co el medio ambiete mediate el uso efectivo de los recursos, obteiedo mayores beeficios para los compañías y sus colaboradores. La compañía farmacéutica bajo estudio es líder e el desarrollo de productos iovadores que da solucioes itegrales a los problemas de salud. La empresa ofrece u amplio portafolio de productos para salud humaa y aimal, icluyedo vacuas, biológicos y pequeñas moléculas, dispoibles e mercados desarrollados y emergetes. La idustria farmacéutica, tiee como prioridad el reto de respoder rápidamete a las ecesidades de los cosumidores, por lo aterior, los uevos esquemas productivos debe teer la capacidad para fabricar gra variedad de productos, e lotes pequeños y co equipos productivos diseñados para miimizar los tiempos de preparació iteros. Actualmete, los costos de ua empresa, e geeral, se distribuye como sigue: 45% correspode a la fabricació de los productos, 27% se adjudica a mercadotecia y 28% a la distribució (Aaya 2000); por lo aterior, es de vital importacia para compañía farmacéutica cotar co u eficiete sistema de producció y empaque que le permita dismiuir sus costos de operació y mateer el ivel de servicio ofrecido a los clietes. El presete trabajo, pretede mejorar el sistema de empaque de la compañía mediate la formació de familias de productos para optimizar la asigació de productos a máquias, respetado la capacidad productiva de las 4 líeas de empaque (1030, 1030 Star, 2.1 y 4.0). Las familias de productos comparte los siguietes atributos: tamaño del blíster, tipos de formatos y sustacia activa, co la fialidad de dismiuir los tiempos de preparació iteros de las líeas ates mecioadas y covertir los cambios mayores de 4.5 horas e cambios meores de 1.5 horas. La problemática de la compañía farmacéutica es la ieficiete programació de productos a líeas de empaque que se refleja e la limitada capacidad productiva y el desperdicio de recursos, geerado desabasto de productos vitales para la salud de los seres humaos. Adicioalmete, la secueciació de los productos se realiza de maera empírica a criterio del plaeador de producció.

3 El objetivo de este artículo es costruir u modelo de optimizació programado e GAMS (Geeral Algebraic Modelig System, 2006) que agrupe los 604 productos de la compañía farmacéutica e familias, para miimizar los tiempos de preparació iteros de las líeas de empaque 1030, 1030Star, 2.1 y 4.0, covirtiedo los cambios mayores e meores y desarrollar ua metodología que os permita propoer la secueciació de los productos detro de cada familia para modificar el pla de producció. El auge de los métodos de formació de familias de productos surgió co el desarrollo de los sistemas de maufactura celular, dode se pretede lograr ua producció ecoómica de los artículos maufacturados, mediate la producció de pequeños lotes, compatibilidad de compoetes y la dismiució de los tiempos iteros de preparació e los equipos (Oho, 1988). Los métodos de agrupamieto jerárquicos aglomerativos so los más utilizados ya que forma agrupacioes de artículos que posee similitudes e alguos atributos. E este trabajo, para agrupar los productos e familias se utilizó la distacia de Hammig. Sea x y y dos vectores de la misma dimesió; la distacia de Hammig etre ellos se defie como el úmero de etradas diferetes que tiee los dos vectores. Cuado todos los productos de la compañía so agrupados e familias de productos se procede a la secueciació de los artículos de cada ua de las familias formadas. Los problemas de secueciació so muy importates e diversas áreas del mudo real. El problema referido ateriormete, costa básicamete de u cojuto de trabajos, dode cada elemeto tiee u cojuto de operacioes a ser procesadas e u cojuto de recursos, a los que deomiaremos máquias. Dichas operacioes tiee u orde y u tiempo de procesamieto e cada ua de las máquias y este o es modificable. E térmios geerales el problema de programació (schedulig) ha sido defiido como el arte de asigar recursos a tareas co el objetivo de garatizar que la fializació de estas actividades sea realizada e u tiempo razoable (Balas, 1969). El problema cosiste e ecotrar la secuecia e la cual los trabajos so asigados a las máquias, la cual debe ser factible y óptima.

4 Si embargo, existe más criterios que puede ser el objetivo del problema, y ua de las grades dificultades es que muchos de los criterios etra e coflicto. Por lo mismo, es ecesario que se establezca desde u pricipio cuál es el criterio que se busca optimizar, alguos de estos criterios puede ser: 1. Cumplir co las fechas de etregas 2. Miimizar el WIP 3. Miimizar el tiempo de cambio del producto i al j 4. Proveer u alto ivel de utilizació de la máquia o del empleado. 5. Miimizar tardiess 6. Miimizar el úmero de trabajos tardíos 7. Maximizar la utilizació del sistema 8. Balacear la utilizació de recursos 9. Maximizar la tasa de producció E este proyecto, se desarrollará ua metodología que os permita secueciar los productos de las familias, co el criterio de miimizar el tiempo de cambio del producto i al j, el proceso de solució se programó e el software GAMS. Desarrollo La primera etapa del presete trabajo cosiste e la costrucció de ua base de datos que cotega iformació detallada para recoocer y estadarizar las características de todos los productos de la empresa farmacéutica. Los aspectos más relevates de la base de datos so: Líea de empaque, Código de SKU, Mercado de veta, Descripció del Producto, Cocetració, Presetació (10 s, 20 s 30 s), Sustacia Activa, Tamaño de Lote, Uidades por Blister, Dimesioes de Blister, Dimesioes de Cajilla Idividual, Dimesioes de Istructivo, Herrametales utilizados (Formatos), Velocidad de Equipo por cada SKU. Co la iformació recabada por líea, se desarrolló u modelo matemático a la medida de la empresa farmacéutica para agrupar los productos e familias por líea de empaque. Es importate mecioar, que el úmero de familias por cada líea se determió de maera cojuta co los miembros de la compañía farmacéutica e fució de las trasferecias etre las familias. La trasferecia se defie como el cojuto de operacioes adicioales efectuadas para cambiar de familia e ua misma líea.

5 A cotiuació, se preseta la modelació matemática que os agrupa los productos e familias. El modelo descrito a cotiuació se programó e el Software GAMS, ya que permite cambiar co facilidad las dimesioes gracias a su capacidad de idexació de las variables y ecuacioes. Por lo aterior, la evaluació de los diferetes escearios para las líeas es relativamete secilla. Defiició de parámetros: d ij = Distacia de Hammig etre los productos i y j p = Parámetro que os idica el úmero de familias que queremos formar por líea de empaque Variables de decisió: 1, si las partes i y j perteece a ua sola familia X ij = { 0, e otro caso Fució Objetivo: El modelo tiee como fució objetivo miimizar las diferecias etre los productos (distacia de Hammig) co la fialidad de que los productos agrupados e ua familia comparta la mayoría de los atributos defiidos previamete para realizar la agrupació. Mi d ij X ij i=1 j=1 Restriccioes: El primer paquete de restriccioes (1) os asegura que u producto sólo puede perteecer a ua familia, co lo aterior, evitamos que u producto pueda ser miembro de dos o más familias. X ij = 1 j=1 i = 1,2,, N (1) E la seguda restricció (2) garatizamos formar u úmero específico de familias, dicho úmero se estableció e fució de los tipos de trasferecia dispoibles e cada ua de las líeas. X jj = p j=1 j = 1,2,, N (2)

6 E la última restricció (3), aseguramos que las familias sólo perteecer a u geerador de cada familia. X ij X jj i = 1,2,, N, j = 1,2,, N (3) Dode la variable se declara de la siguiete maera: X ij 0,1 Debido al úmero de artículos empacados e cada ua de las líeas, fue ecesario programar u algoritmo e C ++ para costruir la matriz que realiza la comparació de las diferecias respecto a los atributos: tamaño del blíster, tipos de formatos y sustacia activa; etre cada uo de los productos por líea de empaque, dicha matriz es la base de datos de etrada para uestro modelo y es el puto de referecia sobre el cual se agrupa los productos e familias buscado los miembros de cada familia tega míimas diferecias etre sí. Cuado se fabrica varios productos diferetes e la misma líea de empaque, cada producto se produce co u tamaño de lote determiado y se realiza ajustes e la líea para correr el siguiete producto. Al teer los productos agrupados por familias, es comú que los cambios sea secillos. La secueciació de los productos miembros de cada ua de las familias se determia por medio del modelo descrito a cotiuació: Defiició de parámetros: C ij = Tiempo de preparació para cambiar del producto i al j e la líea Variables de decisió: 1, si se realiza u cambio del trabajo i al trabajo j X ij = { 0, e otro caso Fució Objetivo: El modelo de secueciació tiee como fució objetivo miimizar los tiempos de preparació ecesarios para cambiar del producto i al producto j, co la iteció de mejorar el tiempo productivo de los equipos y garatizar el máximo redimieto del tiempo e cada ua de las líeas. m Mi c ij X ij i=1 j=1

7 Restriccioes: El primer paquete de restriccioes, os asegura que de u producto sólo se parte ua vez, para evitar que el producto se pueda repetir e la secueciació. m X ij = 1 para toda i j=1 La seguda restricció, garatiza que a u producto e específico sólo se puede llegar ua vez, co la iteció de evitar que dos o más productos tega como destio e la secuecia al mismo artículo. X ij = 1 para todo j, i=1 La última restricció, se platea co la fialidad de evitar ciclos etre los productos, y os garatiza que el producto iicial de la secuecia es el producto co el cuál termia la secueciació de los productos de la familia. m X ij + X ji 1 i=1 j=1 Dode la variable se declara de la siguiete maera: X ij 0,1 El modelo presetado, ecuetra la secuecia e la cual los trabajos so asigados a las líeas de empaque de la compañía farmacéutica, co lo aterior, se iicia u proceso de rediseño e el pla de producció de la empresa, para icremetar la capacidad dispoible e las líeas y mejorar el ivel de servicio. Coclusioes Co la metodología desarrollada e este trabajo de ivestigació podemos formar de maera eficiete familias de productos para las líeas de empaque de la compañía farmacéutica. El úmero de familias para las 4 líeas bajo aálisis, se reduce de 47 a 14 familias, co lo cual, 100 cambios mayores se covierte e cambios meores obteiedo u icremeto de 298 horas productivas e las líeas para realizar corridas de uevos producto que mejore la retabilidad de la empresa y se mejore el ivel de servicio ofrecido a los clietes de la compañía.

8 La secueciació de los productos detro de cada ua de las familias os garatiza que el tiempo ecesario para cambiar de u producto a otro es míimo, ya que se comparte características como críticas como so: sustacia activa, tamaños del blíster y formatos iferiores, formatos superiores y guías. Lo ates mecioado, tiee u impacto positivo e el ivel de servicio ofrecido por la compañía farmacéutica, por lo que se garatiza la etrega de los medicametos e tiempo, catidad y calidad, logrado co esto ua vetaja competitiva sobre la competecia. El beeficio ecoómico potecial que la compañía puede coseguir es de $4 286,042.12, gracias al uevo esquema pla de producció mesual basado e familias de productos y secueciació. Co los resultados de ivestigació documetados e el presete proyecto se obtuviero uevas formas de programar y operar las líeas de empaque, actualmete dichas propuestas está siedo implemetadas e la operació diaria de la compañía. Referecias 1. Aaya T. J. (2000). Logística itegral: la gestió operativa de la empresa. ESIC Editorial, Madrid. 2. Balas, E. Machie Schedulig via Disjuctive Graphs: A Implicit Eumeratio Algorithm. Operatios Research. Vol GAMS Developmet Corporatio, (2006). The Solver Mauals. 4. Liker, Jeffrey, (2004). The Toyota Way. Mc Graw Hill. Uited States of America. 5. Oho Taiichi, (1988). Toyota Productio System, Beyod Large Scale Productio. CRC Press, Uited States of America. 6. Wolsey, L.A., Iteger Programmig, Ed. Joh Wiley & Sos, Ic., 1998.

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