Planificación Agregada

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1 Universidad Simón Bolívar Planificación Agregada PS-4162 Gestión de la Producción II 1

2 Contenido Perfil de una empresa de proyección mundial: Anheuser-Busch El proceso de planificación La naturaleza de la planificación agregada Estrategias de la planificación agregada Opciones de capacidad Opciones de demanda Opciones mixtas para desarrollar un plan 2

3 Contenido Métodos de la planificación agregada Métodosgráficosy cuadros Métodos matemáticos para la planificación Comparación de los métodos de la planificación agregada Planificación agregada en el sector servicios Restaurantes Servicios varios Cadenas nacionales de pequeñas empresas de servicios Industria aérea Industria hotelera Hospitales 3

4 Objetivos de aprendizaje Cuando haya completado este capítulo, debe ser capaz de: Identificar o definir: Planificación agregada Programación táctica Técnica gráfica de la planificación agregada Técnicas matemáticas de planificación Describir o explicar: Cómo realizar una planificación agregada Cómo desarrollan planes agregados las empresas de servicios 4

5 Anheuser-Busch Anheuser-Busch produce cerca del 40 por ciento de la cerveza consumida en Estados Unidos. Ajusta la demanda fluctuante por marca a la capacidad de la planta, de la mano de obra y del inventario. Para conseguir que las instalaciones tengan un alto grado de utilización: Manejo de lotes Eficaz mantenimiento de equipos Programación de empleados Programación de instalaciones Utiliza la planeación agregada 5

6 La relación entre la planificación de capacidad, planificación agregada, programa maestro y programación a corto plazo Planificación de capacidad 1. Tamaño de la instalación 2. Adquisición del equipo Largo plazo Planificación agregada 1. Utilización de la instalación 2. Necesidades de personal 3. Subcontratación Mediano plazo Programa Maestro 1. MRP 2. Desagregaciones del plan maestro Mediano plazo Programación a Corto Plazo 1. Carga del centro de trabajo 2. Secuenciación del trabajo Corto plazo 6

7 Sistema de planificación enfocado al proceso Pronóstico y pedidos de las empresas Planificación de la producción agregada Disponibilidad de recursos Planificación de las necesidades de material Planificación de las necesidades de capacidad Planificación maestra de la producción Modificar CRP, MRP, o MPS No Realista? Sí Programa de producción 7

8 La planificación agregada Es la planeación a mediano plazo. También se conoce como programación agregada. Determina la cantidad de producción y su programación para un futuro próximo (3 a 18 meses normalmente). Ajusta los ritmos de producción, necesidades de mano de obra, niveles de inventario y otras variables controlables. Normalmente el objetivo es minimizar los costos durante el período de planificación. 8

9 La planeación agregada Determina los niveles de fuerza laboral, el ritmo de la producción, el tiempo extra, el inventario, los niveles de subcontratación con el objetivo de satisfacer la demanda y minimizar los costos. Con los datos anteriores es posible estimar el presupuesto de operaciones. 9

10 Requisitos de la planificación agregada Una unidad global lógica para medir las ventas y la producción. Pronosticar la demanda para el periodo de planificación intermedio en estas unidades agregadas. Un método para calcular los costos. Un modelo que combine los pronósticos y los costos para que puedan tomarse buenas decisiones de programación para el periodo de planificación. 10

11 Proceso de Planificación Determinar los objetivos: Ejemplo: satisfacer la demanda dentro de los límites de recursos disponibles al menor costo. Establecer los pasos a seguir para lograr los objetivos: Ejemplo: contratar más mano de obra. Definir las fechas de inicio y de finalización: Ejemplo: comenzar a contratar en enero y finalizar en marzo. Asignar las responsabilidades. 11

12 Horizontes de planificación Planes a corto plazo Asignación de trabajos Pedidos Programación de trabajo Envíos Responsabilidad: Directores de operaciones, supervisores, capataces Responsabilidad: Directores de operaciones Planes a medio plazo Planificación de ventas Planificación de la producción y presupuestos Fijación de empleo, inventario y niveles de subcontratación Análisis de los planes de producción Responsabilidad: Altos ejecutivos Planes a largo plazo I + D Planes de productos nuevos Gastos de capital Ubicación y expansión de las instalaciones Hoy 3 meses 1 año 5 años Horizonte de planificación 12

13 Relaciones del plan agregado Mercado y demanda I + D Decisiones de producto Fuerza de trabajo Proceso de planificación y decisión Materias primas disponibles Previsiones de demanda, pedidos Plan agregado de producción Inventario disponible Programa maestro de producción Programas de trabajo detallados Planificación de las prioridades y calendario Capacidad externa Capacidad de la planta 13

14 Elementos necesarios en la planificación agregada Una planificación agregada basada en las matemáticas requiere: Tiempo: Definición del problema. Desarrollo del modelo. Verificación del modelo. Aplicación del modelo. Experiencia: Personas que entiendan el problema. Personas que entiendan tanto el proceso de modelado como el modelo específico. Dinero: Dinero para poder pagar todo lo anterior. Suele ser necesario que varias personas estén dispuestas a financiar el proceso durante varios meses. 14

15 Planificación agregada Determina la cantidad y el momento adecuado de producción para un futuro intermedio: Normalmente, de 3 a 18 meses. Combina ( agrega ) la producción Se suele expresar en unidades corrientes: Ejemplo: horas, dólares, equivalencias (por ejemplo: los estudiantes EDP). Incluye las variables de capacidad y de demanda. 15

16 Objetivos de la planificación agregada Satisfacer la demanda. Utilizar la capacidad de forma eficaz. Satisfacer los programas de inventario. Minimizar los Costos: Mano de obra. Inventario. Planta y equipo. Subcontratación. 16

17 Preguntas a responder Se deben utilizar los inventarios para absorber los cambios de la demanda durante el período de planificación? Debe la empresa variar el tamaño de la fuerza laboral? Debe utilizar empleados a tiempo parcial o potenciar las horas extras para absorber las fluctuaciones? Deberían modificarse los precios, efectuar descuentos, hacer publicidad, para influir en la demanda? 17

18 Estrategias de la planificación agregada: estrategias puras Opciones de capacidad: variar la capacidad Cambiar los niveles de inventario: Aumentar inventario en períodos de demanda baja para hacer frente a la demanda alta en otros períodos. Variar el volumen de la fuerza de trabajo contratando o despidiendo temporalmente. Variar las tasas de producción mediante las horas extras o las inactivas. Subcontratar. Contratar trabajadores a tiempo parcial. 18

19 Estrategias de la planificación agregada: estrategias puras Opciones de demanda: variar la demanda Influir en la demanda: Publicidad Promociones Descuentos Más vendedores Retrasar entregas de pedidos durante los periodos de alta demanda ( backordering ). Mezclar productos con ciclos de demanda complementarios (demanda varía en forma opuesta en distintas épocas del año). 19

20 Opciones, ventajas e inconvenientes. Opción Ventaja Inconvenientes Comentarios Cambiar el nivel de inventario Los cambios en los recursos humanos son graduales; no hay cambios bruscos en la producción Costo mayor de mantenimiento de inventario. La escasez puede producir pérdida de ventas Es aplicable principalmente a la producción, no a los servicios Variar el tamaño de la fuerza de trabajo contratando y despidiendo temporalmente Evita los Costos de otras alternativas Costos de contratos, despidos y formación pueden ser importantes Usado donde mucha gente no no calificada busca ingresos extra 20

21 Opciones, ventajas e inconvenientes Opción Ventajas Inconvenientes Comentarios Variar las tasas de producción mediante las horas extras o inactividad Iguala las fluctuaciones estacionales sin ningún costo de contrato/ formación Primas de horas extras: trabajadores cansados; pueden no hacer frente a la demanda Permite flexibilidad dentro del plan agregado Subcontratar Permite flexibilidad y nivelar la producción de la empresa Pérdida del control de calidad; beneficios reducidos; pérdida de futuros negocios Se aplica principalmente en los entornos de producción 21

22 Opciones, ventajas e inconvenientes Opción Ventajas Inconvenientes Comentarios Utilizar trabajadores a tiempo parcial Menos costoso y más flexible que los trabajadores fijos Costos elevados de movimiento/ formación; reflejado en la calidad; difícil programación Bueno para trabajos no calificados en áreas con grandes necesidades de mano de obra temporal Influir en la demanda Intentar usar la capacidad sobrante. Los descuentos atraen más clientes Incertidumbre en la demanda. Dificultad para emparejar exactamente la demanda con la capacidad Crea ideas de marketing Sobrecontratación (overbooking) usada en algunos negocios 22

23 Opciones, ventajas e inconvenientes Opción Ventajas Inconvenientes Comentarios Pedidos retenidos Entregas retrasadas Puede evitar las horas extras. Mantiene capacidad constante El cliente debe estar dispuesto a esperar; pero el buen nombre se pierde Muchas compañías retrasan pedidos Mezclar productos de temporadas contrarias Utiliza completamente los recursos; permite fuerza de trabajo estable Puede exigir habilidades o equipo del área de experiencia de la empresa Arriesgado buscar productos o servicios con modelos de demanda opuestos 23

24 Los extremos Estrategia de equilibrio Estrategia de alcance La tasa de producción es constante (programación equilibrada) La producción es igual a la demanda 24

25 Estrategias de planificación agregada Estrategia mixta o combinada: Combina dos o más opciones de planificación agregada. Programación nivelada: Producir la misma cantidad todos los días. Mantener el nivel de la fuerza de trabajo constante. Variar las opciones de demanda o la capacidad de las fuerzas que no sean las de trabajo. Suele tener como resultado unos costos de producción más bajos. 25

26 Métodos de planificación agregada Métodos de gráficos y tablas: Son populares y fáciles de entender. Son métodos de prueba y error. Métodos matemáticos: Método de transporte. Regla de decisión lineal. Modelo de coeficientes de gestión. Simulación. Regla de búsqueda de decisiones. 26

27 Métodos Gráficos Demanda Estimada y Demanda Estimada Media Tasa de Producción por día laborable Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Mes Demanda Diaria Producción Diaria 27

28 Métodos Gráficos Demanda y producción acumulada Demanda acumulada Reducción de Inventario Exceso de Inventario Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Demanda AcumuladaMes Producción Acumulada 28

29 El método gráfico para la planificación agregada Pronosticar la demanda en cada periodo. Determinar la capacidad en el horario regular de trabajo, las horas extras y la subcontratación para cada periodo. Hallar los costos de la mano de obra, de contratación y despido y los costos de mantener el inventario. Considerar la política de la compañía que deba aplicarse a los trabajadores o a los niveles de existencias. Desarrollar planes alternativos y examinar sus costos totales. 29

30 Planes Alternativos Plan 1: Mantener la mano de obra constante, por ejemplo, al nivel de la demanda promedio durante el lapso de planeación. En los períodos de menor demanda se acumula inventario. En los períodos de mayor demanda se consume el inventario y se agota la mercancía. Plan 2: Mantener la mano de obra constante al nivel necesario para el mes de menor demanda. Se subcontrata para responder a la mayor demanda en otros períodos. Plan 3: Contratar y despedir empleados según sea necesario para producir las necesidades mensuales exactas (estrategia de alcance). 30

31 Costos Totales para cada Alternativa Para cada alternativa se estiman los costos totales Costo de mantenimiento del inventario (almacenamiento) Costo de mano de obra Costo tiempo regular Costo horas extras Costo contratación Costo de despidos y prestaciones sociales Costo subcontratación Costo de incrementar la tasa de producción 31

32 El método del transporte para planificación agregada Es un método de programación lineal. Efectúa la programación de la producción para satisfacer la demanda, con base en la capacidad de producción. No es un método de ensayo y error, sino un modelo de optimización en el cual se minimizan los costos. Permite diferenciar la producción en horario regular de trabajo, en sobretiempo y por subcontratación del trabajo. 32

33 Capacidades de Producción R i y S i Período 1 Tiempo Regular Capacidad < 400 Período 1 Tiempo Sobretiempo Capacidad < 200 Período 2 Tiempo Regular Capacidad < 500 Período 2 Tiempo Sobretiempo Capacidad < 300 Programación de la producción para satisfacer la demanda 6 Costos de producción y almacenamiento c ij Demandas D j 4 Período 1 Requerimientos = Período 2 Requerimientos = 500 Período 3 Requerimientos = 300 Se desea estimar la cantidad de producto a producir en cada período para satisfacer la demanda de cada período a fin de minimizar el costo total de producción y almacenamiento 33

34 Estimación de costos Los costos incluirán Costo de producción en un tiempo determinado en un periodo establecido Costo de mantenimiento y almacenamiento del inventario en un período Costo de escasez del producto en un período en caso de que se permita back ordering, esto es, producir en un período para satisfacer la demanda de un período anterior 34

35 Cantidad a producir en i demandada en j x ij min z = Sujeto a n x ij j =1 m x = ij i =1 x ij 0 Problema del Transporte m n i = 1 j = 1 a b i j Costos de producción, almacenamiento y escasez c ij c ij x ij i =1,...m j =1,...n Capacidad de producción a i Demandas b j 35

36 Variable de Decisión: El método del transporte Xij la cantidad a producir durante el tiempo regular en el período i, para satisfacer la demanda durante el período j Yij = la cantidad a producir durante el tiempo sobretiempo en el período i, para satisfacer la demanda durante el período j Parámetros: Cantidad de períodos j = 1,.. n Dj = Cantidad de productos demandados por período j Ri = Capacidad de producción en tiempo regular en el período i Si = Capacidad de producción en sobretiempo en el período i Ci = Costo unitario de producir en tiempo regular por período i Ki = Costo unitario de producir en tiempo sobretiempo por período i I = Inventario Inicial del producto H = Costo unitario de mantenimiento y almacenamiento del inventario por período E = Costo unitario de escasez por período 36

37 Tabla del transporte Inventario Inicial Producción Regular 1 Producción Sobret. 1 Producción Regular 2 Producción Sobret. 2 Período 1 Período 2 Período i Período n 0 0+H 0+(j-1)H 0+(n-1)H nh C1 C1+H C1+(j-1)H C1+(n-1)H 0 X 11 X 12 X 1i K1 K1+H K1+(j-1)H K1 +(n-1)h Y 12 Y 12 X 21 Y 1i X 1n Y 1n C2+E C2 C2+(j-2)H C2 +(n-2)h X 22 X 2i X 2n Y 21 Y 22 Y 2i Y 2n K2+E K2 K2+(j-2)H K2 +(n-2)h Capacidad No Utilizada I R 1 S 1 R 2 S 2 Producción Regular i X i1 X 12 X ii X in Ci+(i-1)E Ci+(i-2)E Ci Ci +(n-i)h 0 R i Producción Sobret. i Y i1 Y i2 Y ii Y in Ki+(i-1)E Ki+(i-2)E Ki Ki +(n-i)h 0 S i Producción Regular n Cn+(n-1)E Cn+(n-2)E Cn+(n-j)E Cn X n1 X n2 X ni X nn 0 R n Producción Sobret. n Y n1 Y n2 Y ni Y nn Kn+(n-1)E Kn+(n-2)E Kn+(n-j)E Kn 0 S n D 1 D 2 D i D n Capacidad No Utilizada 37

38 Modelo de Coeficientes de Gestión Se basa en la actuación pasada de un directivo. Supone que la actuación del directivo ha sido buena y puede tomarse como base para futuras decisiones. Estima una línea de regresión donde determina la producción mediante la relación con variables como la demanda y mano de obra. 38

39 Regla de Decisión Lineal Especifica una tasa óptima de producción y un nivel de mano de obra durante un período específico. Minimiza los costos totales de nómina, contratación, despidos, horas extras e inventarios, mediante series de curvas cuadráticas de costos (parábolas simétricas). Como las funciones cuadráticas son diferenciables, la solución se obtiene igualando a cero la primera derivada de la función de costo. Costo de cambiar la fuerza laboral Costo de cambiar los niveles de inventario Trabajadores despedidos Función Simétrica Trabajadores contratados Unidades retrasadas Función Simétrica Unidades en Inventario 39

40 Simulación Utiliza un modelos de simulación matemática en el cual se busca la combinación que arroja un mínimo costo al variar la mano de obra y la tasa de producción. 40

41 Comparación de los métodos de planificación agregada Técnica Métodos Aspectos importantes Método de gráficas y tablas Método de transporte Modelo de coeficientes de gestión Prueba y error Optimización Heurístico Sencilo de entender y fácil de usar. Muchas soluciones; una elegida puede no ser óptima Disponible software PL; permite análisis de sensibildad y nuevas restricciones. Las funciones lineales pueden no ser realistas. Sencillo, fácil de llevar a cabo, trata de imitar el proceso de decisión del directivo. Utiliza la regresión. 41

42 Control de los Costos de la mano de obra en las compañías de servicios Controlar las horas de trabajo para asegurar una respuesta rápida a la demanda del consumidor. Recursos de mano de obra disponible que se pueden añadir o eliminar para satisfacer una demanda inesperada. Flexibilidad de las calificaciones individuales de cada empleado para poder redistribuir la mano de obra disponible. Flexibilidad de los trabajadores individuales según la tasa de producción o según las horas de trabajo para satisfacer la demanda. 42

43 Ejemplos en el Sector Servicios Utilizar exceso de capacidad para proporcionar tiempo de estudio y planificación a los vendedores de las agencias inmobiliarias y de vehículos. Llamado a personal de guardia en cuerpos de bomberos, polícia, atención a averías eléctricas y telefónicas. Permitir que el trabajador salga antes cuando la demanda es menor. Los encargados de los supermercados trabajan como cajeros cuando las colas son grandes. Las camareras más experimentadas aumentan su ritmo de trabajo cuando llegan varios clientes al mismo tiempo. 43

44 Ejemplos en el Sector Servicios Restaurante de comida rápida, homogeneizando la tasa de producción y la mano de obra en los períodos de demanda baja versus los períodos críticos. Compañías aéreas y de alquiler de automóviles, para las programaciones de vuelos, personal en tierra, rutas. La industria hotelera factura sus tarifas dependiendo de la demanda. Los hospitales para programas la asignación de dinero, personal y suministros para responder a la demanda de los pacientes. 44

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