apuntes sp produccion
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Ingeniero Industrial
Organizacin Industrial
Funciones del subsistema de produccin y clasificacin de sistemas de produccin
U.D. Organizacin de la Produccin
E.T.S. Ingenieros Industriales
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Ingeniero Industrial Clasificacin de sistemas de produccin
Organizacin Industrial 1
1 EL SUBSISTEMA DE PRODUCCIN 1
De forma muy resumida, el sistema logstico de una empresa puede dividirse en
tres subsistemas que son: aprovisionamientos, produccin y distribucin fsica. (Vase
Fig. 1). El subsistema de produccin (o sistema de produccin), al que se presta
atencin en este captulo y que aparece destacado en la Figura 1, es aquella unidad
encargada de realizar las transformaciones en el material para convertirlo en productos
(o, en su caso, en servicios).
Figura 1.- Principales subsistemas de un sistema logstico
La naturaleza de las entradas de material e informacin al sistema de produccin
puede ser muy variada, dependiendo del tipo de sistema productivo de que se trate. De
este modo, en un sistema dedicado a la fabricacin las entradas sern materias primas,
energa, mano de obra, equipos, instalaciones, tecnologa, etc. En los sistemas
orientados a la prestacin de servicios, las entradas podrn ser procedimientos,
tecnologa, mano de obra, etc. Lo mismo ocurre con las salidas del sistema de
produccin. No obstante, la definicin que se ha utilizado para el sistema de produccin
permite, en cualquier tipo de sistema productivo, identificar los elementos que lo
componen (Vase Figura 2). As, para un sistema productivo que fabrique automviles,
las entradas al sistema de produccin sern materias primas, mano de obra y tecnologa;
los procesos son los que dan lugar a la fabricacin y montaje de automviles, y las
1 Los siguientes apartados se basan en los apuntes de D. Luis Miguel Arreche Direccin de Produccin (2000) y en la versin realizada por D. Fernando Marn Funciones del subsistema de produccin (2003).
CLIENTEPROVEEDORAPROVISIO-NAMIENTOS PRODUCCIN
DISTRIBUCINFSICA CLIENTEPROVEEDOR
APROVISIO-NAMIENTOS PRODUCCIN
DISTRIBUCINFSICA
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salidas los automviles fabricados. En un sistema productivo muy diferente, como un
Hospital, las entradas al sistema de produccin sern los pacientes, la tecnologa y los
trabajadores; los procesos los distintos anlisis, diagnsticos e intervenciones, y las
salidas los pacientes tratados.
Figura 2.- Sistemas Productivos: Produccin
Aun as, siempre es difcil precisar los lmites del subsistema de produccin. En
la prctica, en diferentes sistemas productivos se encuentran elementos asignados
alternativamente a diferentes subsistemas. Por ejemplo, los almacenes de distribucin
pueden depender de Produccin o de Distribucin fsica.
2 PRODUCTOS Y SERVICIOS
Aunque la definicin que se ha propuesto para el sistema de produccin sirve
tanto para los sistemas en que la salida son productos, como aquellos en que la salida
son servicios, existen notables diferencias entre ellos. As, mientras que los productos
son tangibles y pueden ser entregados al destinatario final o almacenados para su
traslado posterior, los servicios son intangibles y perecederos, y generalmente se
consumen en el propio proceso de produccin. Adems, en un nmero elevado de
ocasiones, la persona que recibe un servicio participa en el proceso productivo (como
ocurre con la enseanza o con la atencin sanitaria).
SERVICIOSENERGAINFORMACIN
SERVICIOSENERGAINFORMACINENERGAINFORMACIN
MEDIOS:- PERSONAS
- TECNOLOGA
ORGANIZACIN
BIENESMATERIALESPROCESOS Transformacin
MEDIOS:- PERSONAS
- TECNOLOGA
ORGANIZACIN
BIENESMATERIALESPROCESOS
MEDIOS:- PERSONAS
- TECNOLOGA
MEDIOS:- PERSONAS
- TECNOLOGA
MEDIOS:- PERSONAS
- TECNOLOGA- PERSONAS
- TECNOLOGA
ORGANIZACINORGANIZACIN
BIENESMATERIALESPROCESOS
BIENESMATERIALESPROCESOS TransformacinAlmacenajeTransporte...AlmacenajeTransporte...
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Por otra parte, tambin se observan diferencias importantes entre productos y
servicios en aspectos relacionados con la demanda, los mercados y la localizacin del
sistema productivo. En cuanto a los productos, debido a la posibilidad de generar
inventarios, la demanda se suele desacoplar de la produccin, mientras que en los
servicios el sistema debe tener flexibilidad suficiente para adaptarse rpidamente a las
variaciones de la demanda, que puede resultar extremadamente variable en un plazo
muy corto (horas, das).
Asimismo, los mercados servidos por un fabricante de productos pueden ser
locales o internacionales. En ocasiones la automatizacin de procesos o las
caractersticas de la tecnologa empleada permiten aprovechar economas de escala, de
modo que los centros de produccin pueden estar muy alejados de los centros de
consumo. Por su parte, en general los servicios se tratan de forma local. En el caso de
atender una extensin geogrfica considerable se suele disponer de distintas unidades
para atender a los distintos mercados locales (caso de la banca). Sin embargo, los
adelantos producidos en los ltimos aos en las tecnologas de informacin hacen que,
en ocasiones, se puedan aprovechar economas de escala tambin en la prestacin de
servicios, como ocurre con ciertas empresas de procesado de datos o con los servicios
de telemedicina.
En este contexto terico, es interesante observar que la divisin realizada entre
productos y servicios no es, en ocasiones, tan estricta. Por ejemplo, ocurre
frecuentemente que la compra de un producto lleva aparejada la prestacin de un
servicio, como ocurre en el caso de las garantas o del mantenimiento de los
electrodomsticos. De forma anloga, la prestacin de un servicio puede conllevar la
entrega de productos, como ocurre en los restaurantes o en la atencin sanitaria
(medicinas, radiografas, etc.)
A pesar de ello, normalmente un sistema productivo tendr una orientacin
predominante de uno de los dos tipos, lo que servir para conducir el estudio y la
resolucin de los problemas que presenta. No obstante, es conveniente tener en cuenta
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la posible coexistencia, a distinto nivel, de partes del sistema orientadas al producto y
otras orientadas al servicio.
Por ltimo, hay que sealar que en este curso de introduccin a la organizacin
industrial, el sistema productivo que ms se estudiar es la empresa industrial por ser el
caso ms representativo para los ingenieros industriales. Por consiguiente, los temas
siguientes estn orientados a este tipo particular de sistema, que realiza
transformaciones fsicas en el material y lo convierte en productos. Sin embargo, la
mayor parte de los conocimientos adquiridos son de aplicacin a otro tipo de empresas
y a otras organizaciones tales como hospitales, administraciones pblicas, as como a
las empresas de servicios, ya sea de forma directa o con las adaptaciones necesarias.
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3 RELACIONES DEL SISTEMA DE PRODUCCIN CON OTROS SUBSISTEMAS DE LA EMPRESA
Como parte del sistema productivo, el subsistema de produccin de una empresa
tiene relacin con otros subsistemas y con el entorno de la misma (proveedores y
clientes). A continuacin se comenta brevemente las relaciones con otros subsistemas y
con los elementos del entorno:
Relaciones con los proveedores de materias primas, productos semielaborados, energa, tecnologa y equipos industriales,
suministradores de repuestos, etc.
Relaciones con los clientes a los que se entrega el producto o servicio. Esta relacin es muy importante tanto para guiar las operaciones de
transformacin como para obtener informacin de los clientes que
permita realimentar el subsistema de produccin.
Relaciones con la direccin general. Es fundamental para asegurar la coordinacin con los objetivos globales de la organizacin de forma que
los planes de produccin se vean apoyados por las actividades de otras
reas con las que deben coordinarse para alcanzar los objetivos globales
de la empresa.
Relaciones con finanzas. Todas las actividades de la empresa y en especial las actividades del subsistema de produccin suponen la gestin
de grandes cantidades de dinero, por lo que la coordinacin con esta rea
es fundamental.
Relaciones con el rea comercial, encargada de gestionar la demanda. Han de colaborar a travs del diseo del producto, elaboracin de planes
de produccin que den repuesta a las ventas y a las necesidades del
sistema de distribucin, a las acciones comerciales, etc.
Relaciones con personal. Con frecuencia el sistema de produccin cuenta con una proporcin muy alta de los recursos humanos de la
empresa, por lo que la relacin con esta rea ser necesaria a la hora de
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tratar temas como la determinacin de la plantilla, la seleccin, la
formacin, la retribucin y la promocin del personal.
Relaciones con el rea de sistemas de informacin. La informacin est adquiriendo cada vez ms importancia en la empresa precisamente
para conseguir una coordinacin de la actuacin de las distintas reas. El
rea de produccin deber emplear y analizar una gran cantidad de
informacin para dirigir sus recursos, pero dicha informacin deber ser
compartida con otras reas que tambin se basan en ella para planificar y
gestionar sus actividades.
4 OBJETIVOS FUNCIONALES DEL SISTEMA DE PRODUCCIN
El objetivo principal del sistema de produccin consiste en librar en
determinados plazos de tiempo cantidades establecidas de productos, bienes o servicios
que tengan un nivel de calidad adecuado para los fines del sistema productivo. Esta
definicin, demasiado general, puede dividirse en trminos ms concretos atendiendo a
las distintas funciones que desempea el sistema de produccin, que pueden ser
agrupadas en cuatro grandes grupos:
Funciones de diseo: son las relativas a la concepcin y puesta en marcha del sistema productivo
Funciones de planificacin: suponen la existencia de un sistema productivo concreto, que cuenta con determinados medios personales y materiales. En
ese caso, la planificacin se refiere a cmo se emplean estos medios para
alcanzar el objetivo principal del sistema de produccin (producir ciertos
productos, en determinadas cantidades, en periodos establecidos).
Funciones de control: son las relativas a la ejecucin de las rdenes de produccin
Funciones de mantenimiento y renovacin: tienen por objeto conservar y mantener los recursos materiales del sistema en buen funcionamiento.
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4.1 Funciones de diseo
Organizacin
Agrupa las funciones de diseo relativas a los medios humanos del sistema y a
los flujos de informacin que se generan (estructura de organizacin,
planificacin de plantillas, etc.), as como la estructura jerrquica y las
relaciones entre trabajadores del sistema de produccin.
Producto
Trata de la definicin del producto o gama de productos que ha de producir el
sistema: tipos, cantidades, calidades, etc.
Proceso
Comprende las diferentes alternativas de procesos productivos con los que se
pueden alcanzar el objetivo principal de la produccin. Evala las alternativas
tecnolgicas con vistas a la eleccin ms conveniente.
Capacidad
Se trata de determinar la capacidad de produccin expresada en alguna unidad
representativa del proceso productivo por unidad de tiempo (por ejemplo:
toneladas de producto al ao). La determinacin de la capacidad de produccin
est condicionada por el ritmo planificado de incremento de la produccin y por
la poltica de trabajo adoptada (turnos de trabajo, horas extra, etc.).
Localizacin
Consiste en encontrar un emplazamiento adecuado para las unidades productivas
de modo que la produccin se ejecute en buenas condiciones con los menores
costes posibles. En el caso de que se decida implantar varias instalaciones hay
dos polticas bsicas: descentralizacin horizontal, que consiste en la instalacin
de varias plantas que realizan los mismos procesos; y descentralizacin vertical,
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que consiste en asignar a cada instalacin una parte del proceso que realiza la
empresa.
Flujo de materiales
Se trata de definir la trayectoria de los diferentes flujos de materiales en el
sistema, de forma que se facilite el proceso y se reduzcan los costes implicados.
Tambin se debe definir la forma en que se constituye y gestiona la informacin.
Distribucin en planta (Lay-out)
Esta funcin de diseo esta muy relacionada con la anterior y trata de la
disposicin relativa de los distintos elementos materiales del sistema
(departamentos, mquinas, instalaciones, etc.), de forma que se faciliten los
flujos de material y se disminuyan los costes asociados.
4.2 Funciones de planificacin
Materiales
Incluye el aprovisionamiento de materias primas, componentes y productos
semielaborados en las fechas requeridas para el cumplimiento de los planes de
produccin. Asimismo, el tratamiento de las especificaciones de los materiales y
de las cantidades, fechas de entrega, estandarizacin e inspeccin.
Mtodos
La finalidad de esta funcin es analizar los mtodos posibles de proceso de
produccin e intentar seleccionar el mejor de ellos, atendiendo a una tecnologa
determinada y a las restricciones impuestas por el entorno y el propio sistema
productivo. Incluye tanto el estudio general y seleccin de procesos de
fabricacin, como el desarrollo de detalle de los procesos y su aplicacin.
Mquinas y equipos
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Los mtodos de fabricacin se refieren a los medios de fabricacin disponibles
que, a su vez, deben determinarse de acuerdo con las previsiones existentes
sobre planes de produccin a medio y largo plazo. Asimismo, en esta funcin se
establecen los utillajes y las herramientas necesarias para la preparacin de
equipos. Todo ello constituye la definicin de los centros de trabajo del sistema
de produccin.
Encaminamiento o diseo de hojas de ruta (Routing)
Una vez establecidos los mtodos de proceso y los centros de trabajo, cada etapa
de la produccin es considerada separadamente para definir los detalles de cada
operacin sobre el material. El encaminamiento determina, para cada orden de
produccin lanzada, los centros de trabajo que ha de recorrer el material y el
orden en se efecta ese recorrido. Por tanto, el encaminamiento define el flujo de
trabajo en la planta. Para establecer las rutas es necesario considerar la
distribucin en planta, las zonas de almacenamiento y los medios de manejo de
los materiales.
Medida del trabajo
Una vez que se dispone de las rdenes de produccin y de las hojas de operacin
detalladas, con especificaciones sobre el tamao de lote a producir, velocidades
y mtodos, pueden estimarse los tiempos de operacin. Esta funcin requiere
analizar cada operacin en relacin con los mtodos y rutas correspondientes,
as como medir tiempos, con vistas a establecer estndares de funcionamiento.
El factor humano tiene, en este caso, una gran importancia, ya que los
trabajadores son sensibles a los ritmos de trabajo y a los sistemas de
remuneracin que se establezcan, lo que puede dar lugar a amplias fluctuaciones
en los tiempos de operacin y, por consiguiente, en la programacin de la
produccin.
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Carga de mquinas y programacin
Las mquinas se cargan de acuerdo con su idoneidad para realizar una tarea y
con arreglo a su capacidad de produccin. La carga de mquinas debe tratarse
conjuntamente con el encaminamiento y con la medida del trabajo para asegurar
la regularidad del flujo y una adecuada utilizacin de los recursos.
Mediante la programacin se determina el orden en que van a ser realizadas las
distintas rdenes de produccin lanzadas. As, si hay varias rdenes de
produccin que requieren la utilizacin de un mismo centro de trabajo, en la
etapa de programacin se establece el orden en que van a ser realizadas.
La programacin es una tarea crtica, que determina la utilizacin del equipo y
de la mano de obra y, por tanto, la eficiencia de la planta. La programacin debe
garantizar que las operaciones se ensamblan debidamente, que los componentes
semielaborados lleguen a tiempo al siguiente centro de trabajo, que el montaje
no se retrase y que, por otra parte, la planta no se sature de forma insensata con
excesivo trabajo en curso.
En la programacin deben tenerse en cuenta los tiempos de preparacin, ajuste y
lanzamiento de series, as como los tiempos de mantenimiento y reparacin. La
carga de mquinas limita las ordenes de produccin que pueden ser planificadas
una vez que se han considerado estos tiempos.
Gestin de inventarios
Los inventarios cumplen una labor primordial como medio para desacoplar los
ritmos de funcionamiento de las distintas etapas de que consta la produccin. Su
estudio debe estar ligado, por una parte, a las caractersticas de la demanda y del
mercado de suministros y, por otra, a la propia programacin de la produccin,
de forma que se consiga una mayor flexibilidad de funcionamiento del sistema
con un coste total menor.
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4.3 Funciones de control.
Lanzamiento
Esta funcin trata de la ejecucin de lo establecido en las funciones de
planificacin. El lanzamiento autoriza el comienzo de las operaciones de
produccin por medio de la puesta a disposicin del trabajador de los materiales,
herramientas y tiles necesarios para efectuar las operaciones. Adems, asegura
que el movimiento de material tiene lugar de acuerdo con las hojas de ruta y los
programas planificados.
Seguimiento
Se refiere al control del avance del trabajo. Mientras el lanzamiento inicia la
ejecucin de los planes de produccin, la funcin de seguimiento consiste en
vigilar los trabajos lanzados hasta su terminacin efectiva. Esta funcin guarda
una estrecha relacin con la programacin. Es imprescindible para la revisin de
la programacin existente y para establecer la subsiguiente programacin.
Inspeccin
Aunque a menudo el control de calidad no se efecta por el departamento de
produccin, su informacin y sus crticas son de gran importancia para la
ejecucin de los planes en curso y el establecimiento de los futuros. Las
limitaciones encontradas en los procesos, mtodos y mano de obra son una base
fundamental para investigaciones posteriores, de forma que se puedan mejorar
los mtodos de produccin y se indiquen las implicaciones en el coste que
conllevan las mejoras de calidad en la etapa de diseo de los productos y
procesos.
Evaluacin
Esta funcin constituye el enlace esencial entre el control y la planificacin
futura. En el proceso de produccin se obtiene informacin de gran valor que
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debe ser analizada si se quiere utilizar como fuente de experiencia para mejorar
la utilizacin de los recursos.
4.4 Funciones de mantenimiento y renovacin.
Mantenimiento
Esta funcin tiene como objeto conservar los equipos e instalaciones del sistema
en condiciones operativas. Para ello, es necesario realizar las reparaciones
necesarias cuando un equipo o instalacin se avera. Adems, eventualmente se
pueden realizar operaciones de mantenimiento preventivo para reducir o anular
la aparicin de averas.
En la actualidad, cada vez cobran mayor importancia las tcnicas de
mantenimiento predictivo que, utilizando el historial de la mquina y la toma de
medidas de su estado mediante anlisis de vibraciones, alineacin lser,
ultrasonidos, etc., permite prever con cierto grado de confianza cundo va a
fallar el equipo, de manera que los responsables del mantenimiento puedan
decidir las acciones ms oportunas.
Renovacin
Los equipos e instalaciones envejecen, lo que provoca que, a lo largo del tiempo,
el nmero y gravedad de las averas que se producen tienda a aumentar. Por otra
parte, el desarrollo tecnolgico hace que aparezcan en el mercado equipos
nuevos, con mejores prestaciones y menores costes de operacin y
mantenimiento. Todo ello hace necesario que se determine cundo deben
retirarse del servicio los equipos e instalaciones, as como las caractersticas de
los equipos que van a sustituirlos.
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5. INTRODUCCIN A LA CLASIFICACIN DE SISTEMAS DE
PRODUCCIN
Los sistemas productivos son generalmente complejos, debido a la variedad de
elementos que los forman, a las funciones que asumen estos elementos y a las
interrelaciones que se establecen entre ellos. Por tanto, cualquier intento de clasificacin
que se pretenda hacer debe, necesariamente, estar basado nicamente en alguna o
algunas de las caractersticas de los sistemas productivos y no en el conjunto de todas
ellas.
Por ejemplo, una posible clasificacin podra establecerse en funcin de los
outputs del sistema, diferenciando entre los sistemas productivos aquellos que
producen:
productos industriales: mquinas, elementos de transporte, elementos de manipulacin de materiales, componentes, subconjuntos...
bienes de consumo: alimentos, automviles, electrodomsticos, calzado, muebles,...
servicios industriales: proyectos, ingeniera, montajes, reparaciones,... servicios a consumidores: transporte, sanidad, educacin, hostelera,
banca...
defensa nacional, promocin de la investigacin, etc.
A la vista de la diversidad de productos reseada anteriormente, parecera poco
razonable pensar que los sistemas que los producen tuvieran todos ellos las mismas
caractersticas. Sin embargo, si estos sistemas productivos no tuviesen algunas
caractersticas en comn, es decir cada producto tuviese asociado un sistema productivo
propio con propiedades singulares, no se podra abordar el estudio de los sistemas
productivos en su conjunto.
Una forma de comenzar con el estudio de los sistemas productivos consiste en
analizar los tipos ms caractersticos de procesos que se utilizan en la produccin,
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independientemente de las caractersticas concretas de los productos que se fabrican en
estos procesos. De este modo se podrn posteriormente detectar los problemas ms
significativos de cada uno de ellos y analizar su adecuacin a las diferentes fases por las
que pasa un producto durante su ciclo de vida.
6 TIPOS BSICOS DE PROCESOS
A la hora de seleccionar una empresa la forma ms adecuada para fabricar sus
productos, debe seguir los siguientes pasos:
Decidir qu elementos y componentes adquiere fuera de la empresa. Esto determina, evidentemente, cules son las tareas que se realizan dentro de
ella.
Identificar las alternativas tecnolgicas para realizar las tareas correspondientes a la fabricacin de cada producto. Para ello es
necesario coordinar las caractersticas de los componentes fabricados en
la empresa con las de los comprados fuera para conseguir los niveles de
calidad deseados para los productos.
Seleccionar la alternativa de fabricacin ms adecuada. Esta alternativa debe estar acorde tanto con las condiciones del mercado al que se dirige
el producto, como con el volumen de produccin previsto.
Seguidamente se indican los cinco tipos bsicos de procesos productivos para, a
continuacin, realizar una clasificacin de los sistemas productivos atendiendo
primordialmente al flujo de materiales.
PROYECTO
Las empresas dedicadas a la fabricacin de grandes productos complejos de
forma unitaria trabajan normalmente utilizando el concepto de proyecto. Entre los
ejemplos se puede citar la construccin de grandes obras pblicas (presas, carreteras...)
o el desarrollo de prototipos en la industria aeroespacial.
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Un proyecto implica la realizacin de una unidad de producto, la cual requiere la
coordinacin de un nmero elevado de inputs y debe satisfacer las especificaciones del
cliente. Normalmente los inputs deben localizarse fsicamente en el lugar donde se
realiza el proyecto, ya que ste, por su naturaleza, tpicamente no se puede mover hasta
que est completado o, incluso, es inamovible. Generalmente existen, a lo largo del
desarrollo del proyecto, unos sistemas de control de todas las actividades que se
realizan, incluyendo las de apoyo que sean necesarias. Los recursos que se asignan al
proyecto vuelven a ser asignados a otro proyecto una vez que han terminado de realizar
las tareas que les han sido encomendadas o una vez que se ha concluido dicho proyecto.
La seleccin de un proyecto para la fabricacin de un producto se basa en dos
condicionantes:
se fabrica una sola unidad, con las especificaciones determinadas por el cliente,
el producto es demasiado grande para que se pueda mover durante su fabricacin o, simplemente, no se puede mover una vez se ha terminado.
El segundo condicionante se convierte en una necesidad. Es decir, se debe
utilizar el concepto de proyecto para abordar la fabricacin de este tipo de productos.
Sin embargo, normalmente existen ciertas actividades o partes del producto donde
existe eleccin: se pueden realizar en la propia ubicacin donde se localiza el producto
o pueden ser realizadas en otro lugar y despus trasladadas al producto. La decisin de
dnde y cmo se realizan depender de las caractersticas concretas de cada una de
ellas.
PRODUCCIN UNITARIA
Este tipo de fabricacin se utiliza cuando se producen rdenes unitarias de los
clientes. Por ejemplo, es el caso de la fabricacin de grandes matrices para prensas,
mquinas herramienta especiales o calderera pesada. Tpicamente, cada pedido ser
diferente en algn aspecto de los anteriores y el fabricante deber interpretar el diseo y
las especificaciones del cliente. Para ello ser necesario disponer de un nivel elevado de
conocimientos y experiencia. Una vez que se ha realizado el diseo en detalle, es usual
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designar como responsable del producto a una persona (o a un pequeo grupo si el
trabajo a realizar es de envergadura), que decide cul es la mejor manera de llevarlo a
cabo. Esta asignacin implica la asuncin de responsabilidades en cuanto a la
programacin de las tareas a realizar, su coordinacin con otras tareas que se realizan en
la planta y, en caso que se realicen, con tareas subcontratadas en el exterior de los
sistemas productivos.
Esta forma de trabajar significa que, una vez que se ha fabricado un producto, no
se volver a fabricar con las mismas especificaciones o que, si se hace, el lapso de
tiempo entre la fabricacin de una unidad y la siguiente es elevado. Por este motivo, la
inversin en equipo especfico para fabricar una unidad determinada de producto
(fijaciones, utillaje,...) no suele estar justificada.
PRODUCCIN EN LOTES
Una empresa normalmente decide producir mediante un proceso por lotes
cuando fabrica productos similares repetitivamente, generalmente en volumen superior
al realizado en la fabricacin unitaria (se entiende por volumen a la cantidad producida
multiplicada por el contenido unitario de trabajo de cada unidad). El volumen
mencionado puede tener un amplio rango de variacin. En el nivel menor, la repeticin
de rdenes ser pequea e infrecuente. De hecho, algunas empresas que fabrican
pequeas cantidades de productos complejos pueden adoptar este tipo de forma de
produccin en vez de la fabricacin unitaria mencionada anteriormente. Cuando ocurre
esto, el contenido de trabajo de cada unidad suele ser elevado, mientras que el tamao
de los lotes es pequeo e, incluso, unitario. En el nivel mayor de volumen de
produccin, los lotes de produccin pueden implicar la necesidad de muchas horas,
turnos e incluso semanas de trabajo para completar el trabajo relativo a un solo producto
en sus distintas etapas de fabricacin.
La fabricacin por lotes divide las tareas de fabricacin de un determinado
producto en distintos conjuntos de operaciones. El objetivo de este proceder es
determinar la ruta de fabricacin ms efectiva, compuesta por una serie de etapas, que
permita competir en mercados de alto volumen y con unas exigencias de coste bajo. En
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esta situacin suele estar justificada la inversin en utillajes y fijaciones especficas,
para reducir los tiempos de proceso y de preparacin de mquinas.
La fabricacin de un lote de un cierto producto se realiza de la siguiente forma:
se prepara la etapa del proceso correspondiente a la primera operacin. Esto implica la preparacin de las mquinas, utillajes, fijaciones,
herramientas, etc. en la seccin de la planta correspondiente a dicha
etapa,
se realiza la etapa para todas las unidades correspondientes al lote en cuestin;
se preparan y realizan, del mismo modo, las siguientes etapas de forma consecutiva;
cuando una seccin ha terminado de procesar un lote se prepara para procesar el siguiente lote, que corresponder a la fabricacin de otro
producto.
Como ejemplos de fabricacin por lotes se pueden citar los trabajos en una
imprenta el moldeo por inyeccin de diferentes productos de plstico o el mecanizado
de piezas metlicas en un taller.
PRODUCCIN EN LNEA
Con un incremento mayor del volumen de trabajo correspondiente a un producto
(cantidad x contenido de trabajo) que en el caso anterior, se hacen justificables
inversiones para disponer de un proceso dedicado a la fabricacin de un nico producto
o a un pequeo rango de productos. En un proceso de fabricacin en lnea, todos los
productos son sometidos a la misma secuencia de operaciones. La estandarizacin de
los productos hace que los cambios que estn fuera del rango prescrito para los
productos no puedan ser fabricados en la lnea.
Conviene hacer una consideracin sobre el volumen de produccin. Por
ejemplo, en una planta de montaje de automviles, los pedidos individuales de los
clientes son generalmente pequeos. El comprador de un automvil solicita una unidad
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al concesionario, que ste transmite a la planta como un pedido de un automvil o
puede agregarla a los pedidos de otros clientes para realizar el pedido de un lote. No
obstante lo anterior, en trminos de fabricacin, todos los pedidos recibidos de
diferentes concesionarios se tratan como productos iguales a ser fabricados en la planta.
Es decir, el tamao de lote en la planta de montaje de automviles est compuesto por la
agregacin de todos los pedidos recibidos en un cierto periodo de tiempo. Por este
motivo, la fabricacin de automviles implica un volumen alto y la conveniencia de
utilizar un proceso en lnea.
La amplitud del rango de productos a fabricar depender del diseo y de la
inversin realizada en la lnea, ya que una mayor variedad de productos en la lnea
generalmente implica una mayor inversin en sta. Por otra parte, al aumentar la
variedad de opciones de un producto, se suele ampliar el plazo de entrega al cliente, ya
que no es lo mismo fabricar contra stock que contra pedidos unitarios. Por ejemplo, el
plazo de entrega de un automvil con una lista determinada de opciones es tpicamente
mayor que el de un electrodomstico. La inversin tambin estar condicionada por el
volumen de produccin, ya que a un mayor volumen generalmente le corresponde un
mayor grado de automatizacin.
En resumen, en un proceso en lnea todos los productos (independientemente de
las opciones que incorporen) son considerados como estndar. Por este motivo el
proceso no se tiene que parar para acomodarlo a las caractersticas concretas de la
unidad que se est fabricando en un cierto momento.
PROCESOS CONTINUOS
En un proceso continuo un material bsico pasa a travs de sucesivas etapas u
operaciones, que dan como resultado uno o varios productos. Un ejemplo de este tipo de
produccin sera la industria petroqumica. La seleccin de este proceso se basa en dos
caractersticas fundamentales: que exista una gran demanda y que los materiales se
puedan mover fcilmente de unas partes del proceso a otras. Este es el caso de los
fluidos, los gases o los alimentos y bebidas.
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El alto volumen de la demanda puede justificar unas inversiones muy elevadas.
En muchas ocasiones los procesos se disean para trabajar ininterrumpidamente todos
los das con un mnimo de paradas, debido a los altos costes de parada y arranque.
Normalmente el rango de productos fabricados es muy estrecho y, a menudo, se
restringe intencionadamente la variedad de productos para incrementar el volumen de
cada uno de los productos que se fabrican. Por ejemplo, los tamaos de los envases de
las bebidas refrescantes estn limitados a un nmero pequeo para poder fabricar altos
volmenes de cada uno de ellos.
Otra caracterstica de los procesos continuos est relacionada con la naturaleza
de los materiales que se procesan. Mientras que en la produccin en lnea generalmente
existen operaciones manuales sobre el producto cuando atraviesa la lnea, en la industria
de proceso los materiales se transfieren automticamente de una parte del proceso a la
siguiente, con un control generalmente automatizado. Las tareas manuales se limitan en
muchas ocasiones a la supervisin de las operaciones.
7 TIPOS BSICOS DE FLUJOS EN SISTEMAS PRODUCTIVOS. SISTEMAS JOB SHOP Y FLOW SHOP
En lo que sigue, realizaremos una clasificacin muy til para analizar los
distintos problemas que pueden aparecer en la planificacin, programacin y control de
los sistemas productivos. Dicha clasificacin est basada en las caractersticas del flujo
de materiales que atraviesa el sistema. Atendiendo a este flujo material que atraviesa el
sistema, nos encontramos con dos modelos extremos:
El modelo de industria de "proceso", con fabricacin conceptualmente continua, aunque puede no serlo en el plano fsico industrial. En este
caso, la ruta que siguen los distintos materiales y componentes dentro del
sistema productivo es invariable. Como ejemplos pueden citarse las
industrias de refino del petrleo (continua), o las lneas de mecanizado
de cuerpos de proyectiles (discontinua).
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El modelo de "taller" industrial, orientado a la elaboracin de mltiples productos, con fabricacin conceptual y fsicamente discontinua.
Aparece una gran variedad de rutas y stas varan en funcin de cada
plan de trabajo concreto. El ejemplo clsico es el taller mecnico
convencional, apto para la fabricacin de muchos tipos diferentes de
piezas.
El caso lmite de este segundo tipo, que reviste gran importancia, lo constituyen
los sistemas de produccin de conjuntos unitarios o proyectos, estando los procesos de
produccin unitaria indicados anteriormente en una posicin intermedia entre el modelo
"taller" y el modelo "proyecto".
Los sistemas productivos reales, sobre todo si alcanzan una cierta complejidad,
suelen tener, en sus distintas partes, caractersticas pertenecientes a los dos principales
modelos reseados, siendo en general casos intermedios que se caracterizan por su
mayor o menor proximidad a alguno de los modelos extremos. El anlisis operativo de
estos sistemas intermedios se realiza:
aproximndolos al modelo ms cercano de los citados e introduciendo algn nivel de correcciones;
descomponiendo el propio sistema en etapas o "islas", sobre las que se aplican los modelos bsicos referidos.
La terminologa de descripcin de los modelos, sin embargo, no es totalmente
homognea, ya que, aunque reconociendo los cinco tipos de procesos mencionados
anteriormente:
La bibliografa no anglosajona plantea los modelos de fabricacin bajo
pedido, fabricacin repetitiva y fabricacin continua, englobando los dos
primeros, al nivel del anlisis terico de los sistemas extremos, bajo el
nombre de fabricacin discontinua.
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Generalmente aplicados a modelos discontinuos (aunque no siempre), tambin se encuentran los trminos de fabricacin bajo pedido y
fabricacin bajo catlogo.
La terminologa ms extendida (anglosajona) engloba los sistemas productivos en dos grandes familias, denominadas flow shop (industria
de proceso o produccin en lneas) y job shop (industria de flujo
discontinuo, de tipo taller o de produccin por lotes).
8 CARACTERIZACIN DE LOS FLUJOS BSICOS
Aunque, como ya se ha indicado, los sistemas productivos reales suelen ser
casos intermedios, siendo difcil encontrar en la prctica en estado "puro" uno de los
modelos extremos anteriormente definidos, resulta til resaltar las distintas
caractersticas diferenciadoras de stos a distintos niveles: producto-mercado, medios
productivos e inputs y caractersticas de la fabricacin.
DESDE EL PUNTO DE VISTA PRODUCTO-MERCADO
Las diferencias provienen, bsicamente, de la mayor estandarizacin de los
productos (y, por tanto, menor variedad de productos) en la industria de proceso: esto
genera una tendencia a la fabricacin contra stock, frente a la produccin bajo pedido,
tpica del concepto taller.
Mientras que el diseo del producto en sistemas flow shop lo realiza el
fabricante, en job shop puede ser el cliente el que disee, si no al detalle, al menos
funcionalmente el producto.
La gama de productos que suelen ofrecer ambos tipos de sistemas son
radicalmente opuestas: de una reducida gama de productos en flow shop a una
prcticamente ilimitada (puede llegarse a productos a medida) en job shop.
Tambin en lo que se refiere a planificacin de la produccin ambos sistemas
difieren. As, en flow shop, fabricando contra stock, se trata de dimensionar ste
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adecuadamente para lo cual deben estar armonizados produccin y ventas, en lo que
influye fundamentalmente la existencia de unas buenas previsiones de ventas. A partir
de estas previsiones de ventas y con el colchn amortiguador de perturbaciones que
supone el stock de producto terminado, se puede elaborar la planificacin de la
produccin por producto de manera que se puedan cumplir los niveles de venta (con la
incertidumbre que supone el trabajar sobre una previsiones que nunca pueden ser 100%
fiables) y respetando los niveles de stock tolerables. En industrias job shop se trabaja
fundamentalmente bajo pedido: es la definicin por parte de un cliente de un pedido
(tipo de artculos, cantidades, calidades,...) la que desencadena el proceso productivo.
DESDE EL PUNTO DE VISTA MEDIOS/INPUTS
Entre los inputs principales de los sistemas productivos se pueden citar: materias
primas, mano de obra, materiales, energa, capital, tecnologa y equipos. Como resumen
previo, se puede establecer el siguiente cuadro de caractersticas, que posteriormente se
comentan:
TIPO DE INDUSTRIA: CARACTERSTICA FLOW SHOP JOB SHOP Layout orientado al Producto Proceso Nivel de automatizacin Mayor Menor Intensivo en Capital Trabajo/materiales Capacidad Fcilmente definible Difcilmente definible Plazo de maduracin de expansin Alto Bajo Necesidad de fiabilidad Alta Menor Tipo de mantenimiento Integral/parada Individual Numero de input Menor Mayor Variabilidad inputs Mayor Menor Intensidad en consumo de energa Mayor Menor
Tabla 1 Caractersticas de la industria tipo proceso y tipo taller
La industria de proceso es ms intensiva en capital. Sin embargo, conforme se
extiende la automatizacin de la fabricacin y el montaje, las inversiones en capital
tienden a aproximarse.
Las lneas de fabricacin en la industria de proceso suelen ser de tipo dedicado,
para una pequea gama de productos y con escasa flexibilidad para el cambio de
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producto o nivel de produccin; la capacidad, por tanto, suele estar perfectamente
definida por la operacin que constituye el cuello de botella del proceso. En los talleres,
sin embargo, los cuellos de botella cambian en funcin de la carga de trabajo (tipo y
volumen de produccin).
Dados los altos costes de inversin (fijos) y la escasa aptitud para el cambio de
producto, las industrias de proceso tienden a operar a plena capacidad (en continuo):
esto, unido al carcter secuencial y de flujo equilibrado de la produccin, exige unos
equipos de muy alta fiabilidad; el mantenimiento (preventivo e integral) se suele
programar para su realizacin en una parada de la planta.
El nmero de materias primas suele ser bajo en las industrias de proceso, aunque
de mayor variabilidad natural (por ejemplo, recursos agrcolas o minerales). Por contra,
un problema bsico de las industrias de taller suele ser la coordinacin de los
materiales, ya que el nmero de materias primas, productos en curso de fabricacin y
productos terminados suele ser elevado.
Desde el punto de vista especfico de los medios productivos, puede
generalizarse que, en el modelo de industria de procesos, los equipos se seleccionan
para fabricar un componente o, como mucho, un cierto rango de escasa variacin,
mientras que en la industria tipo taller los equipos son universales, y se suelen
seleccionar e instalar sobre la base de su utilidad para distintas expectativas de
produccin, ms que asociados a un producto concreto.
DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LAS CARACTERSTICAS DE FABRICACIN
La industria de proceso, adems de tener una gama ms limitada de productos,
tiene mayor facilidad para integrarlos en familias segn una secuencia natural. El
aspecto operativo bsico es la definicin de la "secuencia de ordenacin del proceso"
tcnicamente ms correcta y la fijacin de los tiempos para la produccin consecutiva
de los distintos productos. El carcter de flujo productivo mantiene, generalmente,
niveles elevados de trabajo en curso sin stocks intermedios: esto hace a la industria de
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proceso altamente dependiente de la fiabilidad, tanto del suministro de materias primas
y componentes como de los propios equipos.
Por contra, en la industria tipo taller el flujo depende de la combinacin de
productos especficos que se est realizando; esto, unido a la mayor versatilidad
intrnseca del equipamiento, impone unas exigencias menores de fiabilidad. Sin
embargo, el desarrollo de la automatizacin demanda una fiabilidad creciente, ms
prxima cada vez a los niveles de la industria de proceso.
Respecto a los stocks que aparecen en ambos sistemas, en flow shop suelen ser
importantes los de materias primas y producto terminado, de manera que no se vea
interrumpido el flujo continuo y el servicio de ventas, mientras que en job shop debido a
la complejidad de programacin suelen tener mayor importancia los stocks de productos
intermedios.
9 SNTESIS GRFICA DE LOS MODELOS PRODUCTIVOS BSICOS
En el grfico que sigue se observan caracterizados los dos tipos bsicos de
sistemas productivos y los modelos intermedios descritos hasta el momento. En este
grfico se han ubicado los sistemas productivos en funcin de la disposicin de los
equipos en planta (lay-out), de la dimensin de las series de fabricacin que en ellos se
producen y en los mrgenes otras caractersticas tales como gama de productos,
repetitividad en la produccin, as como especializacin y cualificacin de los
operarios. En cualquiera de estos casos la caracterstica aumenta en el sentido de las
flechas utilizadas.
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CLASIFICACION DE SISTEMAS PRODUCTIVOSFLUJO DE PRODUCCION
DISPOSICION DE INSTALACIONES
CONTINUAPURA
PROCESO
MSA
ALOTES
PROYECTOS
DISCONTINUAPURA
POSICION FIJADEL PRODUCTO FUNCIONAL
ORIENTADAAL PROCESO
ORIENTADAAL PRODUCTO
ASTILLEROSING. CIVIL
CONSTRUCCION
TALLERES CONDISPOSICIONHOMOGENEA
DE LASMAQUINAS
PLANTAS DEPROCESOCADENAS DE
MONTAJES UNICASLINEAS DE
MONTAJE MULTIPLE
CUALIFICACION
ESPECIALIZACION
MANO DEOBRA
REPETITIVIDAD
GAMA
DE
PRODUCTOS
Fig. 1 Esquema de clasificacin de sistemas productivos
10 OTROS TIPOS DE SISTEMAS PRODUCTIVOS
Al describir los sistemas puros flow shop y job shop se ha observado que en
algunas de sus caractersticas son altamente ventajosos mientras que en otras estn
limitados de una manera notable.
A partir de ellos, aparecen nuevas formas de sistemas productivos, ya sea como
intento de superar alguna de las dificultades de uno de los sistemas bsicos en su estado
puro o como intento de aprovechar alguna de las ventajas del sistema bsico opuesto.
Como ejemplo, a la hora de determinar las rutas de fabricacin, los sistemas
flow shop no suponen ninguna complicacin (los equipos estn orientados directamente
en funcin del producto), mientras que en job shop se complica puesto que pueden
existir rutas alternativas para un mismo producto y, en la programacin, hay que
controlar una gran diversidad de rdenes con rutas diferentes dentro de un mismo
sistema.
A continuacin se describen someramente algunas de las formas de gestin de la
produccin que, partiendo de uno de los sistemas bsicos, asumen principios diferentes
que las llevan a solventar algunas de las dificultades del sistema original o a aprovechar
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alguna de las ventajas del sistema alternativo. Por tanto, si se representan grficamente
como se hizo con los sistemas puros, tomarn posiciones intermedias.
SISTEMAS M.R.P (MATERIAL PLANNING REQUIREMENTS)
La difusin del uso de ordenadores en la resolucin de los problemas
relacionados con la organizacin hizo que surgiera un sistema informtico asociado a
gestin de stocks y a la programacin de la produccin: el sistema MRP. Aunque este
sistema informtico, no constituye en s mismo un sistema de produccin, sino una
manera de gestionar la produccin que se puede utilizar en varios sistemas (por
ejemplo, hay sistemas flow-shop que utilizan MRP para actividades de planificacin de
produccin), es un sistema vinculado a los flujos tipo job-shop, y por lo tanto se aplica
principalmente a la industria tipo taller con una disposicin homognea de las
mquinas. No obstante, debido a la importancia y el grado de propagacin que ha tenido
este enfoque de produccin en los sistemas de produccin occidentales se estudiar ms
adelante con mayor profundidad.
La referencia fundamental para este tipo de sistemas es ORLICKY (1975), y la
difusin en los sistemas de produccin occidentales se debe en parte al impulso de la
APICS (American Production and Inventory Control Society), que ha realizado un
considerable esfuerzo para su expansin y conocimiento.
En un sistema MRP se realiza un programa maestro de produccin (PMP o
MPS, Master Production Schedule), en el que, a partir de las previsiones y pedidos, se
determinan las cantidades y las fechas de entrega de los productos finales del sistema de
produccin.
Mediante la lista de materiales, en la que se describe la composicin de todos los
productos y el plazo de reaprovisionamiento de cada una de sus partes y componentes,
se pueden determinar las necesidades brutas (cantidades y fechas) de dichas partes y
componentes, como consecuencia del programa maestro de produccin elaborado para
los productos finales.
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Con la asistencia del mdulo de control de inventario, que informa de las
existencias de todos los productos, partes y componentes, as como de las rdenes de
produccin ya lanzadas y pendientes de recepcin se determinan las necesidades netas.
Dichas necesidades netas se convierten en rdenes planificadas de produccin y
compra, con lo que se completa la planificacin de necesidades. A partir de esta
informacin, los responsables de produccin y compras lanzan las ordenes de
produccin y compras necesarias para cumplir el plan de fabricacin.
El desarrollo prctico de un sistema MRP consiste, esencialmente, en la creacin
de un software cuyos mdulos bsicos se corresponden con los elementos mencionados
anteriormente. Despus, se requiere un esfuerzo adicional para la implantacin del
sistema en una empresa en concreto, ya que habr que ajustar las posibilidades del
software a las necesidades de la organizacin.
SISTEMAS JUSTO A TIEMPO
Tambin se puede afirmar que los sistemas justo a tiempo, JIT (Just In Time)
surgen como alternativa al sistema tradicional flow shop, fundamentalmente a la
produccin en masa o en grandes series, intentando solventar algunas de las rigideces de
estos sistemas.
Si bien, este tipo de enfoque se estudiar en la asignatura de Organizacin de la
Produccin, por la importancia que ha adquirido en los ltimos aos, conviene hacer
una mencin en esta introduccin. El JIT nace originalmente en la industria siderrgica
japonesa, aunque su mayor desarrollo se debe a la industria del automvil japonesa a
comienzos de los aos 70 como respuesta a los cambios en el entorno.
As, se advierte la necesidad de ofertar una mayor gama de productos y
responder ms rpidamente a los cambios del mercado. Esto parece harto difcil de
conseguir mediante un sistema tradicional, por su rigidez y falta de flexibilidad.
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Aunque el JIT incluye otros aspectos, a efectos de la clasificacin hecha, se aleja
del flow shop acercndose al job shop disminuyendo el tamao de las series de
produccin, basndose en una disminucin de los tiempos de cambio de un producto a
otro y en la polivalencia del personal, aunque se siga manteniendo la disposicin de los
equipos orientada al producto.
GRUPOS AUTNOMOS DE TRABAJO
La base de las cadenas de fabricacin, desde su explosin con su utilizacin en
la produccin del Ford T a comienzos de siglo, estriba en que la reduccin de costes de
fabricacin se consigue mediante la atomizacin, es decir, subdivisin del trabajo en
tareas lo ms simples y cortas posible. De esta forma, la especializacin de los
trabajadores es mxima, aunque la sencillez de las tareas permite que su cualificacin
sea mnima.
Esta forma de organizacin consigue sus mejores resultados precisamente
cuando se dispone de una mano de obra no cualificada, pero comienza a cuestionarse
por dos motivos fundamentales: la falta de incentivos y la monotona para el trabajador,
que es menos tolerada cuanto mayor es la cualificacin del mismo.
Los grupos autnomos de trabajo comienzan a experimentarse en el sector
minero del Reino Unido en los aos 50 y con las experiencias de democracia industrial
en la marina mercante y otros sectores industriales noruegos, si bien su exponente ms
conocido es el caso de Volvo en Suecia.
Mediante los grupos autnomos de trabajo se trata de "desatomizar" el trabajo,
tratando de buscar la realizacin de tareas con un sentido y una funcionalidad
comprensible por el trabajador, de forma que ste pueda calibrar la validez de su
trabajo. As se pasa, por ejemplo, de tener cinco puestos de trabajo ocupados cada uno
de ellos por una persona que realiza una tarea sencilla, a disponer de un grupo de cinco
personas que realizan una actividad que comprende a las cinco originales, de forma que
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el mismo grupo puede verificar su trabajo e incluso organizarse para la realizacin del
mismo.
Como se puede apreciar, los grupos autnomos de trabajo introducen el
concepto de autorregulacin del trabajo, control de calidad a pie de mquina e incluso
mantenimiento de mquinas por su operario (anticipndose al mantenimiento y calidad
total), rompiendo con la separacin estricta entre funciones de ejecucin y funciones de
planificacin y control, respetada desde los orgenes del taylorismo.
Finalmente, el encaje de estas tres alternativas de produccin a los sistemas
productivos convencionales en el grfico en el que se incluy a los mismos sera el
siguiente:
CLASIFICACION DE SISTEMAS PRODUCTIVOS
FLUJO DE PRODUCCION
DISPOSICION DE INSTALACIONES
CONTINUA PURA P R
O C E S O
MSA
AL O T E S
PROYECTOS
DISCONTINUAPURA POSICION FIJADEL PRODUCTO FUNCIONAL
ORIENTADAAL PROCESO
ORIENTADAAL PRODUCTO
ASTILLEROSING. CIVIL
CONSTRUCCION
TALLERES CONDISPOSICIONHOMOGENEA
DE LASMAQUINAS
PLANTAS DEPROCESOCADENAS DE
MONTAJES UNICASLINEAS DE
MONTAJE MULTIPLE
CUALIFICACION
ESPECIALIZACION
MANO DE OBRA
REPETITIVIDAD
G A M A D E P R O D U C T O S
GRUPOS AUTONOMOS
MRP
JIT
Fig. 2 Esquema de clasificacin de sistemas productivos y de sistemas de gestin de produccin
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11 BIBLIOGRAFA
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Orlicky, J. 1975. MRP: Material Requirements Planning. The New Way of Life in Production and Inventory Management . Ed. McGraw-Hill.
Schroeder, R. G. 1992 Administracin de Operaciones. Ed. Mc Graw Hill.