PROGRAMACION DE OPERACIONES

INTEGRANTES:Amoretti Novoa Carlos Piero

Vega Ponte Luis

Introducción

• Diferentes industrias proveen distintos niveles de estandarización de las mercancías y servicios que producen. Estas diferencias en estandarización resultan en un amplio espectro de procesos que van desde los procesos de tipo intermitente (como los de las configuraciones job shop) hasta los que son un flujo continuo de operaciones (como las cadenas de ensamblaje). (Los procesos del tipo proyecto son únicos en cuanto que hay típicamente sólo un producto a fabricar).

• Definición de un sistema de Operaciones Job Shop • Programando un sistema en Job Shop • Elementos del problema de la programación en Job Shop • Reglas de prioridad para asignar trabajos a máquinas• Criterios para la evaluación de programas• Técnicas y reglas de prioridad • Programación de n pedidos a una máquina• Programación de n pedidos en dos máquinas• Programación de n pedidos en m máquinas, o sistemas Job Shop

complejos • Conceptos de programación OPT• El control en el sistema Job Shop • Herramientas de control de la actividad en Planta• Programación de los trabajadores en las operaciones de servicio • Porque programar es importante en las operaciones de servicio• La secuencia para la programación de trabajadores de servicios• Conclusión y ejemplo

DEFINICIÓN DEL SISTEMA JOB SHOP

(Sistema job shop, organización cuya distribución en planta está orientada al proceso y que produce diferentes ítems en lotes) Un sistema job shop es una organización funcional cuyos departamentos o centros de trabajo están organizados alrededor de procesos particulares que consisten en tipos concretos de equipamiento y/u operaciones, como son taladrar y ensamblar en una fábrica, escamar e imprimir en un laboratorio informático, o salas de reconocimiento especializado en una planta de urgencias de un hospital. La mercancía o el servicio producido está basado en una orden individual para un cliente concreto.

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PROGRAMANDO UN SISTEMA JOB SHOP

• El propósito de las operaciones de programación en un sistema job shop es desagregar el programa maestro de producción (PMP) en unas actividades ordenadas en el tiempo, semanales, diarias o bien por horas.

• Tratar de realizarse de forma eficaz las siguientes funciones:1. Asignación de pedidos, equipamiento y personal a los distintos centros de

trabajo u otros lugares específicos. 2. Determinar la secuencia de fabricación de los diferentes pedidos.3. Iniciación de la realización del trabajo programado. Esto es habitualmente

definido como expedición de órdenes.4. Control de tareas (o control de la actividad de producción), lo que implica:a. Revisión del estado y control del progreso de los pedidos mientras se están

realizando. b. Agilización de envíos en el último momento y pedidos críticos.5. Revisar el programa de fabricación para reflejar los cambios recientes en el

estado de los pedidos.6. Asegurarse de que se cumplen los estándares de control de calidad.

Características Para el job shopMisión.Flujos de materiales.Cuellos de botella.Selección de equipos.Longitud de los recorridos.Costes de preparación.Contenido de mano de obra. Ámbito de los trabajos. Responsable del lugar de trabajo. Inventario de materias primas. Inventario en curso.Inventario de productos terminados.Proveedores.Información requerida por el operario para los trabajos.Programación.

Retos principales.

Respuesta a la reducción de la demanda.

Venta de capacidades y habilidades.Pocos y sin uno dominante.Cambian con frecuencia.Flexibles, propósito general.Cortos.Bajos.Alto.Amplio.Trabajador, capataz, programador.Bajo.Alto.Bajo o nulo.Uso frecuente de múltiples suministradores.Nuevas instrucciones en cada trabajo; en ocasiones se necesita entrenamiento especial.Incertidumbre, cambios frecuentes; los componentes han de ser obtenidos aproximadamente a la vez.Estimación de las necesidades, programación, velocidad de respuesta a los cuellos de botella.Reducción de la plantilla en las áreas afectadas.

Al principio del día, el responsable de expediciones (en este caso, una persona de control de producción asignada a este departamento) selecciona y realiza la secuencia de los trabajos disponibles para realizar en una estación de trabajo.

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ELEMENTOS DEL PROBLEMA DE LA PROGRAMACION EN JOB SHOP

• Los trabajos llegan al taller con algún tipo de patrón.• La capacidad de la configuración job shop de finalizar estos

trabajos en una cantidad de tiempo determinada depende de la capacidad o la maquinaria disponible en la planta.

• La capacidad de la configuración job shop para finalizar estos trabajos también depende del ratio de trabajadores capacitados frente a las máquinas.

• El patrón del flujo de tareas a través de la planta varía de trabajo en trabajo.

• Distintas tareas a menudo tienen asignadas distintas prioridades.

• Los criterios utilizados para evaluar una programación dada difieren de una configuración job shop a otra.

El patrón de flujo de trabajos en la plantaPCO

Reglas de prioridad para asignar trabajos a máquinas

(Reglas de prioridad Criterios para determinar la secuencia del trabajo.)• FCFS (first come, first served): el primero que llega, el primero que

se atiende. • SPT (shortest processing time): el menor tiempo de proceso. • DD (due date): o menor fecha comprometida – OPNDD: cuando

nos referimos sólo a la siguiente operación.• SD (start date): fecha de inicio.• STR (slack time remaining): tiempo de holgura restante.• STR/OP (slack time remaining per operation): tiempo de holgura

restante por operación.• CR (critical ratio): ratio crítico. • QR (queue ratio): ratio de espera. • LCFS (last come first served): el último que entra, el primero que se

sirve. • RO (random order): al azar, orden aleatorio.

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Criterios para la evaluación de programas

Las siguientes medidas estándar del rendimiento de un programa se suelen utilizar para evaluar la utilidad de las reglas de prioridad:

• Cumplir con las fechas comprometidas bien con clientes o con operaciones posteriores en el proceso.

• Minimizar el tiempo de flujo (o tiempo de proceso) que es el tiempo que un pedido permanece en el taller.

• Minimización del trabajo en curso.• Minimización del tiempo ocioso de máquinas y

trabajadores.

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Técnicas y reglas de prioridad Programación de n pedidos en una máquina

• En terminología de programación, esta clase de problemas se suelen referir como de secuenciación de «n tareas-una máquina» o simplemente de n/1. ) La dificultad teórica de este tipo de problema aumenta según el número de máquinas a tener en cuenta; por tanto, la única restricción sobre n es que debe ser un número específico y finito.

• Consideremos el siguiente ejemplo: Loannis Kyriakides es el supervisor de Legal Copy-Express, que proporciona servicios de fotocopia para distintos bufetes de abogados en el centro de los Ángeles. Cinco clientes han enviado sus pedidos al principio de la semana. La programación concreta de esos pedidos es tal y como sigue:

Trabajo por orden de llegada

Tiempo de procesos en días

Fecha comprometida (días desde ahora)

A 3 5

B 4 6

C 2 7

D 6 9

E 1 2

Todos los pedidos requieren la utilización de la única máquina de fotocopias a color que hay disponible. Kyriakides debe, por tanto, decidir sobre la secuencia de procesamiento de los cinco pedidos. El criterio de evaluación es minimizar el tiempo de flujo.

Supongamos que Kyriakides decide utilizar la regla FCFS

TrabajoTiempo de

procesamiento (días)

Fecha comprometida

(días)

Tiempo de flujo (días)

Comienzo Tiempo de trabajo

Finalización

A 3 5 0 + 3 = 3

B 4 6 3 + 4 = 7

C 2 7 7 + 2 = 9

D 6 9 9 + 6 = 15

E 1 2 15 + 1 = 16

Tiempo de flujo total = 3 + 7 + 9 + 15 + 16 = 50 días Tiempo medio de flujo = 50/5 = 10 díasComparando el tiempo comprometido de cada trabajo con su tiempo de realización,

observamos que solo el trabajo A estará terminado a tiempo. Los trabajos B, C, D y E se finalizarán tarde con uno, dos, seis y catorce días de retraso respectivamente. Como media, cada trabajo se realizará más tarde en unos (0 + 1 + 2 + 6 + 14)/5 = 4,6 días.

Vamos a considerar ahora la regla SPT. Aquí Kyriakides da la mayor prioridad al pedido que tenga el menor tiempo de proceso. Los tiempos de flujo resultantes son:

TrabajoTiempo de

procesamiento (días)

Fecha comprometida

(días)

Tiempo de flujo (días)

E 1 2 0 + 1 = 1

C 2 7 1 + 2 = 3

A 3 5 3 + 3 = 6

B 4 6 6 + 4 = 10

D 6 9 10 + 6 = 16

Tiempo total de flujo = 1 + 3 + 6 + 10 + 16 = 36 días Tiempo medio de flujo = 36/5 = 7,2 díasLa aplicación de la regla SPT resulta en una media inferior de tiempo de ejecución.

Además, los trabajos E y C estarán listos antes de la fecha comprometida, y el trabajo A se retrasará solamente en un día. Como media cada trabajo se estará realizando tarde en unos (0 + 0 + 1 + 4 + 7)/5 = 2,4 días.

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Si Kyriakides decide utilizar la regla DD (Fecha comprometida), la programación resultante sería:

TrabajoTiempo de

procesamiento (días)

Fecha comprometida

(días)

Tiempo de flujo (días)

E 1 2 0 + 1 = 1

A 3 5 1 + 3 = 4

B 4 6 4 + 4 = 8

C 2 7 8 + 2 = 10

D 6 9 10 + 6 = 16

Tiempo total de flujo = 1 + 4 + 8 + 10 + 16 = 39 días Tiempo medio de flujo = 39/5 = 7,8 díasEn este caso, los trabajos B, C y D se realizarán tarde. En promedio, un trabajo

se estará finali zando tarde en unos (0 + 0 + 2 + 3 + 7)/5 = 2,4 días.

De forma similar, los tiempos de flujo utilizando las reglas LCFS:

TrabajoTiempo de

procesamiento (días)

Fecha comprometida

(días)

Tiempo de flujo (días)

E 1 2 0 + 1 = 1

D 6 9 1 + 6 = 7

C 2 7 7 + 2 = 9

B 4 6 9 + 4 = 13

A 3 5 13 + 3 = 16

Tiempo total de flujo = 46 días Tiempo medio de flujo = 9,2 días Tiempo de retraso medio = 4,0 días

Orden aleatorio:

TrabajoTiempo de

procesamiento (días)

Fecha comprometida

(días)

Tiempo de flujo (días)

D 6 9 0 + 6 = 6

C 2 7 6 + 2 = 8

A 3 5 8 + 3 = 11

E 1 2 11 + 1 = 12

B 4 6 12 + 4 = 16

Tiempo total de flujo = 53 días Tiempo medio de flujo = 10,6 días Tiempo de retraso medio = 5,4 días

la regla STR

TrabajoTiempo de

procesamiento (días)

Fecha comprometida

(días)

Tiempo de flujo (días)

E 1 2 0 + 1 = 1

A 3 5 1 + 3 = 4

B 4 6 4 + 4 = 8

D 6 9 8 + 6 = 14

C 2 7 14 + 2 = 16

Tiempo total de flujo = 43 díasTiempo medio de flujo = 8,6 díasTiempo de retraso medio = 3,2 días

Los resultados anteriores se resumen a continuación:

Regla de programación

Tiempo total de finalización (días)

Tiempo de finalización

promedio (días)

Tiempo de retraso promedio

(días)

FCFS 50 10,0 4,6

SPT 36 7,2 2,4

DíaD 39 7,8 2,4

LCFS 46 9,2 4,0

ALEATORIO 53 10,6 5,4

STR 43 8,6 3,2

Para este ejemplo, la regla SPT (menor tiempo de proceso) proporciona mejores resultados que el resto de las reglas de programación, pero ¿es siempre así? La respuesta es que sí. Puede mostrarse matemáticamente que la regla SPT comporta una solución óptima para el caso de la secuenciación n/1 con respecto al tiempo de proceso y otros criterios de evaluación como pueden ser el tiempo promedio de espera y el tiempo promedio de finalización.

Programación de n pedidos en dos máquinas

El objetivo de dicho enfoque, denominado método o regla de Johnson, es minimizar el tiempo de flujo, desde el inicio del primer trabajo hasta la finalización del último.La regla de Johnson consiste en los siguientes pasos:

• Elaborar una lista del tiempo que lleva cada pedido en ambas máquinas.

• Seleccionar el pedido que implique el menor tiempo de operación.• Si el menor tiempo corresponde a la primera máquina, se realizará

ese trabajo el primero de todos; si el menor tiempo es para la segunda máquina, se realizará el trabajo en último lugar.

• Repetir los pasos 2 y 3 para cada trabajo restante hasta que se complete el programa.

EjemploPodemos Ilustrar la aplicación de la regla de Johnson programando cuatro pedidos en dos máquinas: Paso 1: Listado de tiempo operaciones.

pedido Tiempo de operación en la maquina 1

Tiempo de operación en la maquina 2

A 3 2

B 6 8

C 5 6

D 7 4

Solución Pasos 2 y 3: Seleccionar el tiempo de operación más corto y asignar tareas.El trabajo A es el más breve en la Máquina 2, por lo que es asignado el primero de todos para ser realizado en último lugar. (El trabajo A por tanto ya no está disponible para ser programado.)

Paso 4: Repetir pasos 2 y 3 hasta finalizar el programa.Seleccionar el tiempo de operación más corto de entre los restantes trabajos. El

trabajo D es el segundo más corto en la Máquina 2, por lo que se realiza el penúltimo. El trabajo C es el más corto en la Máquina 1 de entre los trabajos restantes. El trabajo C será realizado el primero. Ahora sólo queda el trabajo B con el menor tiempo de operación en la Máquina 1. Por tanto se llevara a cabo el segundo de todos.

En resumen, la secuencia de la solución es C => B => D => A, y el tiempo de flujo será de 25 días, que es el mínimo posible. También se han minimizado el tiempo ocioso total y el tiempo ocioso promedio.

Maqui-na 1 Pedido C Pedido B Pedido D Pedido A Ociosidad (disponible

para otro trabajo)

Maqui-na 2 Ociosidad Pedido C Pedido B Pedido D Pedido A  

0 5 11 19 23 25Tiempo acumulado en días

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Programación de n pedidos en m máquinas-sistemas job shops complejos

Los sistemas job shop complejos se caracterizan por tener múltiples centros de maquinaria procesando una variedad de trabajos distintos, que llegan a dichos centros de maquinaria de forma intermitente a lo largo del día. Si hay n trabajos para ser procesados en m máquinas y todos los trabajos han de ser procesados en todas las máquinas, entonces hay (n!)m programas alternativos de secuenciación para ese conjunto de trabajos. Debido al amplio número de posibilidades que hay incluso para talleres pequeños, la simulación se presenta como la única manera práctica de determinar la idoneidad relativa de las distintas reglas de prioridad en determinadas situaciones.

¿Qué regla de prioridad se debería por tanto utilizar? Creemos que las necesidades de la mayoría de los fabricantes están razonablemente satisfechas con un esquema de prioridad relativamente simple que incorpore los siguientes principios:

• Debe ser dinámico, esto es, que pueda calcular la secuencia con frecuencia durante el curso de un trabajo, para poder así reflejar el cambio en las condiciones.

• Debe estar basado de una forma u otra en el tiempo de holgura. Esto incluye la característica basada en la fecha comprometida según la propuesta de Kanel y Hayya.

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Conceptos de programación OPT

• La tecnología OPT constituye un sistema de software que contiene un algoritmo específico patentado de programación de operaciones. A partir de la tecnología OPT (optimized production technology, tecnología de producción optimizada) ha evolucionado el concepto directivo de la teoría de las limitaciones (TOC, theory of constraints). La OPT/TOC representa un método de planificación y control de la producción (PPC) que intenta optimizar la programación por medio de la maximización de la utilización de los cuellos de botella en un proceso de producción.

• Existen tres principales enfoques en la PPC integrada: los sistemas de empuje o tipo push, los sistemas de arrastre o tipo pull y los sistemas de cuello de botella.

Existen cinco pasos básicos para programar un sistema de cuello de botella:

• Determinar el cuello de botella y los CCR.• Optimizar los CCR.• Programar el cuello de botella a su utilización máxima.• Programar el proceso situado antes del cuello de botella.• Programar el proceso situado después del cuello de botella.

Tenemos nueve reglas básicas que Eli Goldratt presentó para programar un sistema en OPT:

• Hay que equilibrar el flujo, no la capacidad.• La utilización de un recurso no-cuello de botella viene

determinada por una restricción en el sistema (un recurso cuello de botella).

• EI uso y la activación de un recurso no son lo mismo.

• Cualquier pérdida en las salidas o resultados de un recurso cuello de botella se traduce en una pérdida para todo el sistema.

• Las ganancias en un recurso no-cuello de botella no se traducen necesariamente en ganancias en un cuello de botella o en todo el sistema.

• Los cuellos de botella determinan la producción total del proceso y los niveles de inventario.

• Para la optimización del sistema, los lotes de transferencia pueden no ser iguales a los lotes de proceso.

• El tamaño de los lotes de proceso a través del sistema no debería ser fijo.

• La programación debe ser establecida después de haber evaluado todas las restricciones simultáneamente.

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EL CONTROL EN EL SISTEMA JOB SHOP

(Control de la actividad en planta Conjunto de procedimientos para conocer y comunicar la situación de los pedidos y los

centros de trabajo.)Programar prioridades de trabajo es sólo un aspecto de la actividad total de control de planta (ahora a menudo denominada como control de la actividad de producción). El Diccionario de la Sociedad Americana de Producción y Control de Inventario (APICS) define el sistema de control de planta como:

• Un sistema que utiliza información del taller así como ficheros de proceso de datos para mantener y comunicar intimación del estado de las órdenes y centros de trabajo.

Las principales funciones de un control de la actividad en planta son: 

• Asignación de prioridades a cada pedido.• Mantenimiento de la información sobre la cantidad de trabajo

en curso (WIP, o work-in-process).• Transmitir la información sobre la situación de los pedidos a

la oficina.• Proporcionar datos sobre la producción real para los

propósitos de control de la capacidad.• Proporcionar datos de cantidad y lugar por orden de pedido

para la contabilidad y el control de inventario del trabajo en curso (WIP).

• Proporcionar medidas de eficiencia, utilización y productividad para el personal de planta y las máquinas.

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Herramientas de control de la actividad en planta

Procedimientos para ayudar al supervisor a mantener el control de la actividad en el taller:

• La lista de ejecución de pedidos (normalmente obtenida día a día) informa al responsable del taller qué trabajos se deben realizar ese día, qué prioridad tiene cada uno de ellos, y cuánto tiem po llevará cada uno.

• Los informes de excepción proporcionan al supervisor la información necesaria para manejar los casos y problemas especiales.

• El informe de control de entradas/salidas, o sencillamente el informe I/O, es utilizado por el supervisor para determinar la relación entre la carga de trabajo y la capacidad de cada esta ción de trabajo.

• Los informes de la situación ofrecen al supervisor resúmenes del rendimiento de la operación. y a menudo incluyen el número y porcentaje de trabajos realizados a tiempo, la demora de los trabajos que no se han acabado todavía, el volumen de la salida, etc. Dos ejemplos de infor mes de situación son el informe sobre residuos y el informe de reprocesos.El control de entradas/salidas es el principal componente de un sistema de control, de la producción. El precepto más importante del control I/O es que la carga de trabajo aceptada total (la entrada) nunca debería exceder la capacidad de realizar los trabajos (salida).

 

Un simple pero efectivo instrumento de control es el gráfico de Gantt. Se utiliza para ayudar a planificar y encauzar trabajos, de nuevo utilizando algún tipo de software. Un gráfico de Gantt es un gráfico de barras que sitúa las tareas a ser realizadas en un rango de tiempo. Ayuda a mostrar las reacciones entre distintos trabajos. La Figura muestra un pequeño gráfico de Gantt para un taller en job shop que intenta realizar tres trabajos (A, B y C). Este gráfico indica que el trabajo A está retrasado sobre lo programado en unas 4 horas, el trabajo B está adelantado sobre lo programado, y el trabajo C ha sido realizado, pero sólo después de haber empezado tarde por una parada de mantenimiento de la maquinaria. El gráfico de Gantt muestra en cuánto adelanto o retraso sobre lo programado se encuentra uno, una vez comparado el estado de la situación en la que estamos en este momento, en relación a lo que habíamos planificado o dónde deberíamos estar. Otros instrumentos de control útiles incluyen el PERT y las redes CPM.

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PROGRAMACIÓN DE LOS TRABAJADORES EN LAS

OPERACIONES DE SERVICIO Por qué programar es importante en el sector servicios.Una de las principales diferencias entre las operaciones de manufactura y las de servicios es la interacción directa con el cliente en el proceso de entrega del servicio. Debido a esta interacción, el determinar el número apropiado de empleados para situarlos en algún momento concreto del tiempo es un hecho crítico para el éxito de la operación de servicio. Por un lado, programar pocos trabajadores dará como resultante tiempos de espera innecesariamente largos. Al contrario, programar demasiados trabajadores dará como resultado un sobredimensionamiento de la plantilla e incurrir en costes excesivos e innecesarios de fuerza laboral, lo cual afectará de forma negativa a los beneficios.

El director del servicio, por consiguiente, necesita programar la mano de obra de forma que satisfaga eficazmente las demandas del consumidor minimizando a su vez los costes innecesarios de personal.Los costes de personal en la mayoría de los servicios son su principal componente, constituyendo a menudo el 35% del valor de las ventas o más, De hecho, para algunos servicios, virtualmente todos los costes directos pueden ser considerados como de personal (ejemplos de esta clase de servicios son la consultoría, la abogacía, la asistencia social a domicilio y las peluquerías). Por tanto, un pequeño e innecesario incremento en el personal puede tener un muy significativo impacto sobre los beneficios de la empresa.

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La secuencia para la programación de los trabajadores de servicios

La secuencia para desarrollar una programación para los trabajadores del sector servicios puede ser dividida en los siguientes cuatro elementos principales:

a) Previsión de la demanda de los clientes. b) Traducción de la demanda de los clientes en requerimientos de

trabajo.c) Traducir los requerimientos de trabajo en programas de trabajo

diario.d) Conversión de los programas de trabajo diario en programas de

trabajo semanal.

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CONCLUSIÓNLas configuraciones job shop (taller intermitente) son muy comunes tanto en sectores de fabricación corno de servicios (ver los ejemplos de banca y hospitales de páginas anteriores). La programación en el entorno job shop se ha vuelto muy dependiente de los ordenadores y es inseparable de la planificación de la fabricación total y de los sistemas de control. De hecho, la programación de operaciones en job shop es una parte integral del sistema más amplio de planificación y control.

Ejemplo: El taller de chapa y pintura de Joe está tratando de conseguir la concesión para realizar reparaciones a la medida para el negocio de coches usados de Ed Similing. Uno de los requisitos principales para la concesión es la reducción del tiempo de entrega, ya que Ed --por razones que no vamos a entrar aquí— quiere que los coches se arreglen y devuelvan a su almacén con la mayor velocidad posible. Ed ha dicho a Joe que si él es capaz de recomponer y pintar cinco coches que acaba de recibir (de una fuente que no citaremos) en 24 horas o en menos, el contrato será suyo. A continuación, se recoge el tiempo (en horas) que se precisa en el área de chapa y en el de pintura para cada uno de los cinco coches. Suponiendo que los coches primero soportan las operaciones de chapa antes de pasar a pintura, ¿puede Joe lograr los requerimientos de plazo temporal y obtener el contrato?

Vehículo Tiempo de chapa (horas)

Tiempo de pintura (horas)

A 6 3B 0 4C 5 2D 8 6E 2 1

SoluciónEste problema se puede contemplar como un problema de secuenciación en dos máquinas y se puede resolver fácilmente utilizando la regla de Johnson.

datos Regla de Johnson

VehículoTiempo de

chapa (horas)

Tiempo de pintura (horas) Solución

Posición en la

secuenciaA 6 3 4º 3ºB 0 4 1º 1ºC 5 2 3º 4ºD 8 6 5º 2ºE 2 1 2º 5º

Chapa D A C E

pintura B D A C E

0 8 14 19 21

2221171484

GRACIAS POR SU ATENCIÓN