Planificación de la Producción
1. Introducción
2. Modelos lineales de planificación
3. Modelos con costes fijos y variables
4. Planificación jerarquizada
1. Introducción
La planificación de la Producción consiste en la descripción de las cantidades a producir y almacenar de las líneas de productos finales en cada período del horizonte de planificación, sin vulnerar las limitaciones de capacidad de las instalaciones y disponiendo de suficientes productos para satisfacer la demanda de los mismos a mínimo coste
Elementos de los planes de producción: Horizonte de planificación y periodos Capacidad de producción instalada Tasa de producción Stocks o inventarios en almacenes
1. Introducción
Características de la Planificación de la Producción:
Restricciones responder a la demanda y cumplir limitaciones de capacidad
Criterio de economía minimizar costes totales
Nivel de decisión agregadoConsideraciones generales:
1. En el horizonte de planificación, la capacidad instalada se supone básicamente constante y los planes de producción han de respetarla
2. Los pedidos deben satisfacerse sin retraso, por lo que no deben planificarse situaciones en las que existan pedidos pendientes por no haber suficientes unidades disponibles de producto
1. Introducción
EJEMPLO
Mes (t)Demanda
(Dt) Días
1 183 21
2 161 19
3 104 20
4 74 12
5 164 21
6 231 19
7 249 14
8 139 12
9 50 20
10 91 21
11 149 21
12 255 16
1850 216
Inventario Inicial (I0) = 30
Inventario Final (I12) = 0
Mes (t)
Demanda efectiva (Dt)
Días
Dem. Acum
.
Días Acum.
1 153 21 153 21
2 161 19 314 40
3 104 20 418 60
4 74 12 492 72
5 164 21 656 93
6 231 19 887 112
7 249 14 1136 126
8 139 12 1275 138
9 50 20 1325 158
10 91 21 1416 179
11 149 21 1565 200
12 255 16 1820 216
1820 216
1. Introducción
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
21 40 60 72 93 112 126 138 158 179 200 216
Dias
Dem
an
da E
fectiva
1. Introducción
Tasa Prod. Diaria=1820/216=8.43
Tasas Prod. Diaria=(1) 1275/138=9.24
(2) (1820-1275)/(216-138)=6.99
T.P. 1 T.P. 2
Mes (t) Tasa Prod. (Xt) Prod. Acum. Stocks Tasa Prod. (Xt) Prod. Acum. Stocks
1 177 177 24 194 194 41
2 160 337 23 176 370 56
3 169 506 88 185 554 136
4 101 607 115 111 665 173
5 177 784 128 194 859 203
6 160 944 57 176 1035 148
7 118 1062 -74 129 1164 28
8 101 1163 -112 111 1275 0
9 169 1331 6 140 1415 90
10 177 1508 92 147 1561 145
11 177 1685 120 147 1708 143
12 135 1820 0 112 1820 0
652 1164
1. Introducción
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
21 40 60 72 93 112 126 138 158 179 200 216
Dias
Pro
du
ccio
n
1. Introducción
DATOS:
• Coste unitario de producción: p=90 €/unid
• Coste unitario de mantenimiento: h=24 €/unid·año
• Coste unitario de cambio de tasa: s=700 €/cambio
• Coste unitario de retraso: B=12 €/unid retrasada
ALTERNATIVAS ESTUDIADAS:
T.P.1 (tasa constante):
CT = 90 · 1820 + 24 · (652 / 12) + 700 · 1 + 12 · 186 = 163800 + 4236 €/año
T.P.2 (tasa variable):CT = 90 · 1820 + 24 · (1164 / 12) + 700 · 2 + 12 · 0 = 163800 + 3727 €/año
Se elige el segundo plan de producción
1. Introducción
Costes de PlanificaciónCostes de ProducciónCostes de Mantenimiento de StocksCostes de Ruptura de StocksCostes de la Variación de la CapacidadCostes de la Variación de la Tasa de ProducciónCostes de Mano de Obra
Consideraciones sobre los CostesDifícil acceso a datos de costes en las empresas: sólo costes fijos y variables a nivel contable; diferente a costes incrementales del planCostes marginales (por unidad de producto fabricado y almacenado) se representan como costes lineales respecto a producción y stockCostes de preparación al iniciar series son no lineales; se han de considerar si superan el 10% de los costes totalesSi se trabaja al límite de la capacidad, los costes son no lineales
1. Introducción
Modelos de PlanificaciónSe usan para analizar los diversos planes alternativos de producciónConsideran todos los planes que satisfacen la demanda prevista sin sobrepasar la capacidad disponibleEl modelo selecciona entre los planes de producción con el criterio de valoración de los costes relevantes
Elementos de los Modelos de PlanificaciónHorizonte de planificaciónParámetros: demanda y consumo marginal de capacidadVariables: tasa de producciónRelaciones: entre producción y demanda; inventariosCapacidadEspecificaciones: signos de variables
2. Modelos lineales de planificación
Características:
Todas las relaciones son lineales
Los costes que intervienen son marginales
El uso de la capacidad es lineal
2. Modelos lineales de planificación
Modelo 1: Un concepto de producto y una fuente de producción•Variables
Xt : cantidad a producir en el período t
It : inventario al final del período t
•Parámetros
Dt : demanda a satisfacer en el período t
I0 : inventario inicial en el primer período
IL : inventario al final del horizonte de planificación
•Limitaciones de capacidad
Kt : número máximo de unidades que se pueden producir en el período t
IM : capacidad máxima de almacenamiento entre períodos
•Costes marginales
pt : coste de producir una unidad en el período t
ht : coste de mantener en almacén una unidad durante el período t
2. Modelos lineales de planificación
Min Σ (ptXt + htIt)
s.a. It-1 + Xt – It = Dt
0 Xt Kt para t = 1, 2, ... ,L
0 It IM para t = 1, 2, ... ,L
I0,IL fijados
L
t=1
2. Modelos lineales de planificación
Representación mediante grafo del modelo
Se muestra un nodo por cada período del horizonte que es un sumidero de las cantidades correspondientes a su demanda.
Cada uno de ellos está relacionado con un nodo que es la fuente de producción.
Existen arcos, que ligan los nodos de los períodos, por los que circula el inventario resultante en cada período
El problema es encontrar un flujo que satisfaga las limitaciones de circulación por los arcos al mínimo coste
2. Modelos lineales de planificación
F
1
2
t
L
X 1 (k 1
, p 1)
X2 (k2, p2)
Xt (kt, pt)
XL (k
L, pL)
I1
I2
It
IL
D1
D2
Dt
DL
(IM, h1)
(IM, h2)
(IM, ht)
(IM, hL)
It-1 (IM, ht-1) C
Fuente Periodos Cliente
2. Modelos lineales de planificación
Modelo 2: Un concepto de producto y varias fuentes de producción
Intervienen los mismos conceptos de antes más la diversidad que introduce la consideración de las N fuentes (j = 1,2,...,N), es decir, formas de obtener el producto a distinto coste unitario
Sea así:
Xjt : cantidad obtenida en el período t de la fuente j
Kjt : número máximo de unidades que se pueden obtener de la fuente j en el período t
pjt : coste de obtener una unidad de la fuente j en el período t
SSt : stock de seguridad al final de t por debajo del cual no queremos situarnos
2. Modelos lineales de planificación
Min Σ (Σ pjtXjt + htIt)
s.a. It-1 + Σ Xjt – It = Dt t = 1,...,L
0 Xjt Kjt j=1,...,N; t = 1,...,L
SSt It IM t = 1,...,L
I0,IL fijados
L
t=1
N
j=1
j
2. Modelos lineales de planificación
Representación mediante grafo del modelo
Los nodos de la izquierda son fuentes
Los nodos de la derecha son de transbordo, en los cuales han de quedarse las cantidades Dt
Sobre los arcos que unen los nodos de producción con los de consumo circula la producción Xjt, y en ellos se indica la capacidad del arco Kjt, y el coste unitario pjt por cada unidad que discurre por él
En los arcos que unen nodos sucesivos de consumo circulan los inventarios It. En ellos se indican tres cantidades: IM (capacidad de almacenaje), SSt (stock de seguridad mínimo) y ht (coste unitario de inventario)
2. Modelos lineales de planificación
1
j
N
1
X11 (0, k11, p11)
XN1 (0, kN1,
pN1)
Xj1 (0, kj1, pj1)
I1
1
j
N
t
X1t (0, k1t, p1t)
XNt (0, kNt, pNt)
Xjt (0, kjt, pjt)
It
1
j
N
L-1
X1L-1 (0, k1L-1, p1L-1)
XNL-1 (0, kNL-1, pNL-1)
XjL-1 (0, kjL-1, pjL-1)
IL-1
1
j
N
L
X1L (0, k1L, p1L)
XNL (0, kNL,
pNL)
XjL (0, kjL, pjL)
It-1
(IM, SS1, h1)
(IM, SSt, ht)
Fuentes Periodos Cliente
D1
Dt
DL-1
DL
C
(IM, SSt-1, ht-1)
(IM, SSL-1, hL-1)
IL (IM, SSL, hL)
2. Modelos lineales de planificación
Modelo con demanda efectiva
dt recoge las necesidades efectivas de producto en cada período
Si en algún período t, el valor de la demanda efectiva saliera negativo, se hace dt igual a cero; debiendo tenerse en cuenta el stock resultante (tras satisfacer la demanda) para calcular el valor de la demanda efectiva del siguiente período
La demanda efectiva del primer período es:
d1 = D1 – I0 + SS1
La demanda efectiva de los períodos intermedios es:
dt = Dt + SSt - SSt-1
La demanda efectiva del último período es:
dL = DL + IL + SSL - SSL-1
2. Modelos lineales de planificación
Min Σ (Σ pjtXjt + htI’t) + Σ ht SSt
s.a. I’t-1 + Σ Xjt – I’t = dt t = 1,...,L
0 Xjt Kjt j=1,...,N ; t = 1,...,L
0 I’t IM’ t = 1,...,L
I’0 = I’L = 0
siendo: I’t = It - SSt ; IM’ = IM - SSt
L
t=1
N
j=1
J=1
N
L
t=1
EJEMPLODatos por período Datos de las fuentes de producción
• Capacidad de almacenamiento: 75 unidades
• Coste de mantenimiento en stock: 8.5 u.m./unidad·período
2. Modelos lineales de planificación
Período Demanda
Stock segurida
d
1 174 8
2 118 12
3 257 16
4 310 14
5 212 15
Fuentes Coste Prod.
Unitario
Capacidad Producció
n
1 14 156
2 21.5 53
3 23 50
2. Modelos lineales de planificación
Para resolverlo, se calcula la demanda efectiva del cliente para cada periodo desde el primero al último L, sucesivamente
El método es iterativo desde el primer periodo hasta el último. Cuando se complete un periodo, se puede pasar al siguiente.
En cada uno de los periodos, actúan como fuentes las que corresponden a ese período, y las de los anteriores que puedan emplearse porque no se agotaron.
Para elegir las fuentes más adecuadas de cada periodo, se consideran los costes unitarios de producción incrementados con los costes de mantenimiento cuando proceden de stocks correspondientes a producciones realizadas en períodos anteriores al considerado. Se elegirán por orden de menor coste, agotando sus capacidades hasta completar la demanda efectiva.
La capacidad no usada de una fuente se podrá usar como capacidad de producción disponible en el siguiente periodo. Sin embargo, la capacidad de almacenamiento limita dicha capacidad no usada, de forma que no se puede superar el total. En tal caso, se eliminarán las capacidades disponibles más costosas. La capacidad de almacenamiento considera el stock de seguridad.
2. Modelos lineales de planificación
Período Demanda efectiva
Per. ,Fte.
Coste Orden Capacidad en t
Usados en t
Capacidad disp.
t+1
Cap. alm. t+1
1D1=174
SS1=8
174+8=182
1,11,21,3
1421.523
123
1565350
15626---
---2740
75-8=67
2D2=118
SS2=12
118+12-8=122
2,12,22,31,21,3
1421.52330
31.5
12345
15653502740
122------------
3429---------
75-12=63
3D3=257
SS3=16
257+16-12=261
3,13,23,32,12,2
1421.523
22.530
12435
15653503429
156531834---
------32---27
75-16=59
4D4=310
SS4=14
310+14-16=308
4,14,24,33,32,2
1421.523
31.538.5
12345
15653503227
15653503217
------------10
75-14=61
5D5=212
SS5=15
212+15-14=213
5,15,25,32,2
1421.52347
1234
156535010
156534---
------4610
75-15=60
2. Modelos lineales de planificación
Para cada periodo desde el primero hasta el último:
En la segunda columna se calcula la demanda efectiva para cada periodo
En la tercera columna se indican las fuentes de producción disponibles y desde qué periodos se pueden obtener (en el periodo 1 sólo desde el periodo 1, pero en el periodo 2 se puede desde el periodo 2 o desde el periodo 1 almacenando)
La cuarta columna indica el coste unitario por unidad producida, incluyendo si es preciso el coste de mantenimiento en almacén, asociado a la correspondiente fuente de la columna anterior
La columna 5 indica el número que la corresponde en la ordenación de las fuentes de menor a mayor coste. En dicho orden se calculará la columna 7
La columna 6 indica la capacidad de producción disponible de esa fuente en ese periodo
La columna 7 indica la producción asignada de esa fuente en ese periodo y se calcula usando las fuentes de la columna 3 en el orden de la columna 5 hasta que se satisfaga la demanda efectiva de la columna 2 sin superar la capacidad de la columna 6
La columna 8 indica la capacidad no consumida de una fuente y que puede ser usada en períodos posteriores (la columna 8 es la diferencia entre las columnas 6 y 7 sin superar el total el valor de la columna 9)
La columna 9 indica la capacidad de almacenamiento disponible (inventario máximo menos stock de seguridad en cada periodo)
2. Modelos lineales de planificación
•Las 182 unidades demandadas en el primer período se producen a partir de la fuente 1 (156 unidades) y de la fuente 2 (las 26 restantes), quedando agotada la capacidad de la fuente 1
•La capacidad disponible de las fuentes 2 y 3 para períodos futuros son de 27 y 50 unidades
•La capacidad de almacenamiento en el período 1 será la máxima (75) menos el stock de seguridad del período, es decir, 67 unidades. Por ello la capacidad de producción disponible para el siguiente período de la fuente 3 será 40 (27+40=67) en lugar de 50 ya que si no fuese así podría ocurrir que la producción al final del período no cabe físicamente en el almacén
•En el segundo período están disponibles las tres fuentes más las fuentes del período anterior que quedaron con capacidad disponible
•A los costes de estas últimas habrá que añadirle el coste de mantenimiento en stock
Plan de producción (de la columna 7) Inventarios (del Grafo)
X11=156 X21=26 X31=0 I1=8
X12=156 X22=17 X32=0 I2=63
X13=156 X23=53 X33=50 I3=65
X14=156 X24=53 X34=50 I4=14
X15=156 X25=53 X35=4 I5=15
Coste del Plan CT= 14 (156+156+156+156+156) + 21,5 (26+17+53+53+53) +
23 (50+50+4) + 8,5 (8+63+65+14+15) = 19.057,5
1
2
3
1
156
0
26
174=D11
2
3
2
1
2
3
3 C
Fuentes Periodos Cliente
0=I0
156 = 122+34
156
0
17
50 = 18+3253
1
2
3
4
1
2
3
5
156
156
50
53
453
118=D2
257=D3
310=D4
212=D5
15=I5
8=I1
63=I2
65=I3
14=I4
2. Modelos lineales de planificación
2. Modelos lineales de planificación
Modelo 3: Varias líneas de productos y limitaciones de capacidad
Xit : cantidad obtenida de la línea i en el período t ; siendo i=1,2,...M líneas de productos y t=1,2,...,L períodos en la planificación
Kt : capacidad disponible en el período t
mi : consumo de capacidad por cada unidad obtenida de la línea i
IMt : inventario máximo permisible en el período t
pjt : coste marginal de producción de una unidad de la línea i en t
Ijt : stock resultante de la línea i a satisfacer en el período t
Djt : demanda de la línea i a satisfacer en el período t
SSit : stock de seguridad de la línea i en el período t
hjt : coste unitario de mantener en stock una unidad de la línea i en t
2. Modelos lineales de planificación
Min Σ Σ (pitXit + hitIit)
s.a. Xit + Ii,t-1 – Iit = Dit i=1,...,M ;
t=1,...,L
Σ miXit Kt t=1,...,L
Σ Iit IMt t=1,...,L
Xit 0 i=1,...,M ; t=1,...,L
Iit SSit i=1,...,M ; t=1,...,L
L
t=1
M
i=1
N
i=1
N
i=1
2. Modelos lineales de planificación
Comentarios
Es un modelo completo de programación lineal
Se resuelve mediante algoritmos como el simplex
El término “línea de productos” corresponde al resultado de agregar un conjunto de productos en un solo concepto que representa a todos ellos en la planificación
Para una planificación sobre L períodos, la selección de M líneas para la planificación da lugar a un modelo con (M+2)L restricciones, más las acotaciones inferiores. Intervienen 2ML variables de planificación
3. Modelos con costes fijos y variables
Modelo 1: Modelo sin limitaciones de capacidad•Variables
Xt : cantidad a producir en el período t
It : inventario al final del período t
•Parámetros
Dt : demanda a satisfacer en el período t
•Costes de producción
p : coste variable por unidad producida
St : coste fijo por iniciar una serie de producción en el período t
ht : coste de mantener en stock una unidad durante el período t
Representando mediante:
1 si X>0
(X) =
0 si X=0
3. Modelos con costes fijos y variables
Min Σ (St (Xt) + htIt) + p(Σ Dt +IL-I0)
s.a. It-1 + Xt – It = Dt t = 1,
2, ... ,L
Xt, It 0 t = 1, 2, ... ,L
I0, IL fijos
L
t=1
L
t=1
CONSTANTE
1 si Xt >0
(Xt) =
0 si Xt =0
δ(Xt)= δt
δt ≤ Xt ≤ Mt δt
δt=0,1; Mt=Σ Dt
L
t=1
MODELOLINEAL
3. Modelos con costes fijos y variables
Comentarios Es superfluo incluir los costes marginales de producción ya
que cualquier plan ha de cubrir toda la demanda durante el horizonte L
La cantidad a producir es
Σ Dt + IL – I0
con un coste p por cada unidad
En el plan de producción óptimo sólo se produce en los períodos que se inician con inventario nulo
Sólo tiene sentido producir en cantidades que cubren la demanda de un número completo de períodos
L
t=1
3. Modelos con costes fijos y variables
Método eficiente de resolución Se resuelve iterativamente para t=1, 2, ..., L
F(t) = min F(j-1) + Sj + Σ hi Σ Dk
Siendo F(0)=0 y los sumatorios en los que el extremo superior es menor que el inferior son nulos
Sólo tiene sentido producir en cantidades que cubren la demanda de un número completo de períodos
t-1 t
i=j k=i+1
3. Modelos con costes fijos y variables
EJEMPLO
Períodos 1 2 3 4 5 6
Demandas 29 14 47 10 60 32
Costes de lanzamiento 40 75 100
50 40 35
Costes de mantenimiento 1 1 1 2 1 1t=1 F(1) = 40
t=2 F(1) + S2 = 40 + 75 = 115
S1 + h1D2 = 40 + 14 = 54 F(2)=54
t=3 F(2) + S3 = 54 + 100 = 154
F(1) + S2 + h2D3 = 40 + 75 + 47 = 162
S1 + h1(D2+ D3) + h2D3 = 40 + (14 + 47) + 47 = 148 F(3)=148
3. Modelos con costes fijos y variables
t=4 j=4: F(3) + S4 = 148 + 50 = 198
j=3: F(2) + S3 + h3D4 = 54 + 100 + 10 = 164 F(4)=164
j=2: F(1) + S2 + h2(D3 + D4) + h3D4 = 40 + 75 + 57 + 10 = 182
j=1: S1 + h1(D2+D3 +D4) + h2 (D3+D4) + h3D4 = 40 + 71 + 57 + 10 = 178
t=5 j=5: F(4) + S5 = 164 + 40 = 204 F(5)=204
j=4: F(3) + S4 + h4D5 = 148 + 50 + 120 = 318
j=3: F(2) + S3 + h3(D4 + D5) + h4D5 = 54 + 100 + 70 + 120 = 344
j=2: F(1) + S2 + h2(D3 + D4 + D5) + h3(D4 + D5) + h4D5 = 40 + 75 + 117 + 70 + 120 = 422
j=1: S1+ h1(D2+D3 +D4 +D5)+ h2 (D3+D4 +D5)+ h3(D4 +D5)+ h4D5 = 40+131+117+70+120=478
t=6 j=6: F(5) + S6 = 204 + 35 = 239
j=5: F(4) + S5 + h5D6 = 164 + 40 + 32= 236 F(6)=236
j=4: F(3) + S4 + h4(D5+ D6) + h5D6 = 148 + 50 + 184 + 32 = 414
j=3: F(2) + S3 + h3(D4 + D5 + D6) + h4(D5 + D6) + h5D6 = 54 + 100 + 102 + 184 + 32 = 472
j=2: F(1)+S2+h2(D3+D4+D5+D6)+h3(D4+D5+D6)+h4(D5+D6)+h5D6= 40+75+149+102+184+32 = 582
j=1: S1+h1(D2+D3+D4+D5+D6)+h2(D3+D4+D5+D6)+h3(D4+D5+D6)+h4(D5+D6)+h5D6 = =40+163+149+102+184+32=670
3. Modelos con costes fijos y variables
El plan de producción con menor coste es de 236
Para determinar el plan óptimo de producción se recorre hacia atrás el procedimiento de solución:
Para el último período t=6 la producción que ha dado lugar al coste mínimo de 236 se realiza en el período cinco, luego X5=92; X6=0
Nos vamos al período t=4 donde el coste mínimo se ha dado en el período tres, luego X3=57; X4=0
Reiterando el razonamiento vamos al período t=2 donde el coste mínimo se ha dado en el período uno, luego X1=43; X2=0
El mejor plan corresponde a la secuencia (1, 0, 1, 0, 1, 0)
3. Modelos con costes fijos y variables
Modelo 2: Consideración de las limitaciones de capacidad•Variables
Xit : cantidad a producir del producto i en el período t
Iit : inventario resultante del producto i al final del período t
•Parámetros
Dit : demanda del producto i a satisfacer en el período t
•Limitaciones de capacidad
Kt : capacidad total disponible en el período t
ait : capacidad empleada en el período t al iniciar una serie de producción de i
bit : capacidad marginal empleada por unidad de i producida en t
•Costes de producción
pit : coste variable por unidad producida de i en el período t
hit : coste de mantener en almacén una unidad i durante el período t
Sit : coste fijo de iniciar la serie del producto i en el período t
3. Modelos con costes fijos y variables
Min Σ Σ (Si (Xit) + piXit + hiIit)
s.a. Ii,t-1 + Xit – Iit = Dit t = 1, 2, ... ,L
Σ (ai (Xit) + biXit ) Kt t = 1,
2, ... ,L
Xit 0 ; Iit 0
M
i=1 t=1
L
i = 1, 2, ... , MM
i=1
3. Modelos con costes fijos y variables
Comentarios La limitación de capacidad puede obligar a adelantar la
producción a otros períodos previos, al no haber en algunos de ellos suficiente capacidad como para acomodar la producción a la demanda sólo con criterios de costes
La obtención de la solución óptima de este modelo es muy difícil puesto que es no lineal tanto en las restricciones como en la función objetivo
4. Planificación jerarquizada
Debido a que las previsiones de datos (demandas) para realizar el plan de producción son tanto menos fiables cuanto más alejadas están, lo deseable es extraer las características esenciales sobre los efectos a medio plazo de las decisiones de producción a corto plazo. Por ello debe emplearse un número reducido de conceptos de producto. Así se realiza el plan agregado o jerarquizado
Tras la planificación jerarquizada de la producción y la decisión de cuánto producir de cada concepto de producto se desagregan estos conceptos en las cantidades a producir de cada uno de los productos finales reales. Este plan detallado se denomina plan maestro de producción
4. Planificación jerarquizada
La desagregación del plan de producción se hará en dos etapas: Desagregación según costes fijos
A partir de la cantidad a fabricar de un concepto en el primer periodo (X*) se tienen en cuenta los costes fijos de cada producto o familia para calcular las cantidades a fabricar de cada uno en el primer periodo (Y*)
Se han de considerar dos criterios al desagregar: Criterios de Admisibilidad Criterios de Costes
Desagregación en productos finales A partir de la cantidad a fabricar de una familia ya
considerados los costes fijos y variables (Y*), se calcula las cantidades exactas a fabricar de cada producto de esa familia para el primer periodo (Zk)
4. Planificación jerarquizada
Plan de producción sin costes fijos: X*it
Se considera solo el primer periodo de un concepto: X*= X*i1
Este concepto está compuestos por M familias cada una con un coste fijo: Sj
Hay que calcular la cantidad a producir de cada familia: Yj
X* = Y1 + Y2 + ... + YM
Criterios de Admisibilidad: Satisfacer la demanda y las Limitaciones de inventario:
Criterios de Costes: costes fijos o de preparación de la familia
siendo el numerador la demanda total de la familia j en todos los periodos que dividido por la cantidad a fabricar representa el nº de preparaciones a realizar
jjj
jjj
j IIMCS
ISSDY
},0max{CICSCI
j
jj
j
jj Y
DTSjfamiliafijoCoste
Desagregación según costes fijos (1/3)
4. Planificación jerarquizada
Modelo a resolver:
0
,...1CSCI
s.a
SMin
jj
M
1j
*
M
1jj
j
j
j
j
j
Y
MjY
XY
Y
DT
Desagregación según costes fijos (2/3)
Datos: Sj, DTj, CIj, CSj, X*
Variables: Yj
Resolución mediante Lagrangiana:
Tiene que cumplir las CIj y CSj
*
1
XDTS
DTSY M
jjj
jj
j
4. Planificación jerarquizada
Método de resolución:1: Calcular todos los Yj según fórmula: j=1,...,M
2: Calcular:
3:
)(};:{
)(};:{
Jjjjjj
Jjjjjj
YCICIYjJ
CSYCSYjJ
Desagregación según costes fijos (3/3)
1;;:
1;;:
**
**
airYXXJjCIYsi
airYXXJjCSYsi
Jjjjj
Jjjjj
4. Planificación jerarquizada
Plan de producción de una familia: Y*
Para el cálculo de Y* se consideraron los costes fijos y variables Esta familia está compuesta por P productos finales Hay que calcular la cantidad a producir de cada producto: Zk
Y* = Z1 + Z2 + ... + ZP
Criterios de Admisibilidad: Satisfacer la demanda y las Limitaciones de inventario:
No hay criterios de costes pues ya se consideraron
kkj
kkk
k IIMCS
ISSDZ
},0max{CICSCI
k
kk
Desagregación en productos finales (1/4)
4. Planificación jerarquizada
El criterio de eficiencia se basará en que los productos se acaben simultáneamente; los tiempos de agotamiento de los productos de una familia al final sean similares:
Desagregación en productos finales (2/4)
P
kk
P
kkk
kk
k
k
kkk
k
kk
D
SSIYTAF
TAD
Z
D
SSIZ
D
SSI
1
1
*
k
)(familiaoagotamientdemedio Tiempo
despuesoagotamientde Tiempo
TAantesoagotamientde Tiempo
4. Planificación jerarquizada
El modelo a resolver tiende a minimizar los tiempos de agotamiento de los productos respecto al tiempo medio de agotamiento de toda la familia:
Desagregación en productos finales (3/4)
0
s.a
)(Min
*
1
2
1
k
kkk
P
kk
k
kP
kk
Z
CSZCI
YZ
TAFD
ZTA
4. Planificación jerarquizada
Método de resolución:1: Calcular todos los Zk=Dk·(TAF – TAk)
2: Calcular:
3:
)(};:{
)(};:{
Kkkkkk
Kkkkkk
ZCICIZkK
CSZCSZkK
Desagregación en productos finales (4/4)
1;;;:
1;;;:
***0*
***0*
airZYYKkZCSKkCIZsi
airZYYKkZCIKkCSZsi
Kkkkkkk
Kkkkkkk