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PLANEACIÓN AGREGADA

La planeación o planificación es un proceso cuyo principal objetivo es determinar una estrategia de forma anticipada que permita que se satisfagan unos requerimientos de producción, optimizando los recursos de un sistema productivo. La planeación agregada aborda la determinación de la fuerza laboral, la cantidad de producción, los niveles de inventario y la capacidad externa, con el objetivo de satisfacer los requerimientos para un horizonte de planificación de medio plazo (6 a 18 meses).

¿POR QUÉ SE LE LLAMA PLANEACIÓN "AGREGADA"?

A la planeación efectuada en un horizonte temporal de medio plazo se le conoce como "agregada" debido a que no desglosa una cantidad de producción detallada en referencias, sino que considera familias de productos. Así mismo se consideran

los recursos del sistema, en familias de recursos, así por ejemplo, el tiempo de planificación no se detalla a un nivel de órdenes de trabajo (día a día), sino que se planifica en periodos de tiempo que conforman un horizonte temporal de planificación a medio plazo. Ésta planeación será posteriormente desagregada en el Plan Maestro de Producción y en laplaneación a corto plazo o "planeación de taller", si se aplica planeación jerárquica, claro está.

VARIABLES Y CONSIDERACIONES DE UN PLAN AGREGADO

A la hora de elaborar un plan agregado se debe tener en cuenta que existen una serie de consideraciones de tipo económico, comercial, tecnológico e incluso social o de comportamiento que alimentan y afectan la estrategia. Así mismo, se deben considerar las variables de decisión y restricciones para la planificación. La eficiencia del plan depende en gran medida de la calidad de la información recolectada, es por ello que se debe optar por elaborar un plan agregado sobre procesos estandarizados.

CONSIDERACIONES ECONÓMICAS En planeación agregada el criterio económico consiste en la minimización del costo, que ínsitamente implica maximizar el beneficio, por ello deben considerarse todos los factores que dentro del plan afecten el costo. 

Mano de obra (costo del tiempo normal, costo del tiempo extra).



Contratación (Entrevistas, evaluaciones, exámenes, inducción)



Despidos (Compensaciones legales)



Subcontratación (costo de servicio, costo de servicio y materia prima)



Inventario (Costos de mantenimiento, costo de oportunidad)



Ruptura de inventario o faltantes

CONSIDERACIONES COMERCIALES Y OTROS 

Tiempos y términos de entrega



Nivel de servicio



Curvas de aprendizaje



Tasas de producción

VARIABLES DE DECISIÓN 

Nivel de fuerza laboral: interna y externa



Nivel de producción



Horas de trabajo: normales y extras



Niveles y políticas de inventario.

MÉTODOS HEURÍSTICOS DE PLANEACIÓN AGREGADA

Como es sabido, el principal objetivo de la planeación es la de equilibrar los requerimientos y los recursos de producción. La planeación agregada parte de

un pronóstico (predicción del futuro de los requerimientos), y puede optar, teniendo en cuenta sus recursos, si actuar sobre la capacidad o la demanda para establecer dicho equilibrio. 

Alternativas que actúan sobre la capacidad: Éstas alternativas, conocidas con el nombre de adaptativas buscan establecer acciones de ajuste para adaptar la capacidad a los comportamientos de la demanda. Éstas acciones pueden contemplar ajustar la fuerza de trabajo (contratar o despedir), variar la fuerza de trabajo (horario extra), implementar inventarios de previsión, subcontratar o acumular pedidos.



Alternativas que actúan sobre la demanda: Éstas alternativas conocidas con el nombre de arbitrarias buscan establecer acciones comerciales para ajustar la demanda a la capacidad de la empresa.

Existen diversos métodos empleados en la creación de un plan agregado, entre los que se destacan la programación lineal, reglas de decisión por búsqueda, programación por objetivos, programación dinámica, o métodos heurísticos (ensayo y error). En éste módulo estudiaremos algunos de los métodos heurísticos más utilizados, sin embargo vale la pena aclarar que existen tantos como las posibles combinaciones de ajustes que puedan realizarse sobre el sistema.

REQUERIMIENTOS DE PRODUCCIÓN La primera etapa en la creación de un plan agregado consiste en la determinación de los requerimientos de producción. Dichos requerimientos se ven afectados básicamente por 3 factores: 

Pronóstico de la demanda



Inventario inicial de la unidad agregada



Inventario de seguridad

Por ejemplo:

Considerando que en una compañía se tiene la siguiente información (tabla) respecto a sus pronósticos e inventarios de seguridad requeridos por período, y que parte con un inventario inicial de 400 unidades.

Los requerimientos de producción serán:

El cálculo del requerimiento de cada período se efectúa según la siguiente ecuación:

Una vez determinados los requerimientos de producción, se procede a elaborar el plan agregado.

CASO DE ESTUDIO Una compañía desea determinar su plan agregado de producción para los próximos 6 meses. Una vez utilizado el modelo de pronóstico más adecuado se

establece el siguiente tabulado de requerimientos (no se cuenta con inventario inicial, y no se requiere de inventarios de seguridad).

Información del negocio

Costo de contratar: $ 350 / trabajador Costo de despedir: $ 420 / trabajador Costo de tiempo normal (mano de obra): $ 6 / hora Costo de tiempo extra (mano de obra): $8 / hora Costo de mantenimiento de inventarios: $ 3 /tonelada - mes Costo de faltantes: $ 5 / tonelada - mes Costo de subcontratar: $ 35 / tonelada Tiempo de procesamiento: 5 horas / operario - tonelada Horas de trabajo: 8 horas / día Utilizaremos diferentes métodos heurísticos para determinar un Plan Agregado para éste caso.

PLAN AGREGADO: FUERZA LABORAL VARIABLE En ésta estrategia se considera la posibilidad de ajustar la fuerza laboral para alinear perfectamente la demanda con la producción, mediante contrataciones y despidos, por ende, es vital realizar el más preciso cálculo del costo de contratar y despedir. En la práctica habrá que considerar la curva de aprendizaje de cada nuevo operario, por tal motivo es una estrategia que puede resultar inconveniente en tareas que requieran de cierto grado de especialización. El primer paso para elaborar éste plan consiste en considerar cuál es la base laboral de la compañía (en nuestro ejemplo serán 0 trabajadores), luego se debe calcular el número de trabajadores requeridos por mes, teniendo en cuenta los requerimientos de producción. La ecuación que nos determina el número de trabajadores por mes es la siguiente:

Por ejemplo, para el mes 1, el cálculo sería el siguiente:

Número de trabajadores = (1850 ton * 5 h/ton) / (22 días * 8 h/día) Número de trabajadores = 52,55, redondeamos por exceso = 53 Dado que nuestra base laboral era de 0 trabajadores debemos contratar entonces 53 operarios. Dado que ésta estrategia busca alinear la demanda y la producción, asumimos que los 53 trabajadores producen sólo los requerimientos (por cuestiones de redondeo), por ende nuestro tiempo disponible será igual al tiempo requerido para satisfacer el requerimiento de cada mes:

Lo restante será efectuar los cálculos referentes a los costos de contratar, despedir y de tiempo normal. El siguiente tabulado mostrará el resultado de estos cálculos para todos los períodos.

El costo total del plan equivale a = $ 280.460

PLAN AGREGADO: FUERZA LABORAL CONSTANTE - CON INVENTARIOS Y FALTANTES En ésta estrategia se considera la posibilidad de establecer una constante en cuanto al número de empleados, el cual permanecerá sin variación durante el desarrollo del plan. Evidentemente al ser el número de trabajadores constante y los requerimientos variables, existirán períodos en los que se produzca más o menos la cantidad demandada, la pregunta es ¿Qué hacer en dichos períodos? Existen muchas formas de abordar estos períodos, por ejemplo con horas extras, subcontratación etc. o simplemente manejar inventarios y faltantes. En éste caso utilizaremos inventarios y faltantes. Asumamos que para éste caso disponemos de un inventario inicial de 400 unidades. El primer paso consiste en determinar la base laboral, es decir, el número de trabajadores constante con que contaremos en nuestro plan.

En nuestro ejemplo sería:

Número de trabajadores = (8000 ton * 5 h/ton) / (125 días * 8 h/día) Número de trabajadores = 40 Dado que ésta estrategia no logra alinear la demanda con la producción de manera exacta, se hace necesario calcular el tiempo disponible y la producción real por cada período, habrá por ende períodos en los que se produzca más o menos respecto a la cantidad demandada.

Para el primer período de nuestro ejemplo sería:

Tiempo disponible = 22 días * 8 h/día * 40 trabajadores Tiempo disponible = 7040 horas

Dado que conocemos el tiempo estándar de procesamiento, podemos calcular la producción real de éste mes:

Producción real = (7040 h) / (5 h / ton) Producción real = 1408 ton El paso siguiente consiste en determinar el inventario final o los faltantes, para ello el cálculo se efectúa según el cumplimiento de la siguiente condición:

Sí (inventario inicial + Producción real) > Requerimientos de producción, tendremos inventario final que será igual a:

Inventario final = Inventario inicial + Producción Real - Requerimientos

Sí (inventario inicial + Producción real) < Requerimientos de producción, tendremos faltantes que serán iguales a:

Unidades Faltantes = Requerimientos - Inventario inicial - Producción Real

En nuestro ejemplo, para el primer mes se calcularía así:

((Inv Inicial = 400) + (Producción Real = 1408)) < (Requerimiento = 1850)

Unidades Faltantes = 1850 - 1408 - 400 Unidades Faltantes = 42 ton

Lo restante será efectuar los cálculos referentes a los costos de almacenar, costos de unidades faltantes y costo de tiempo normal. Vale la pena recordar que en éste plan agregado el inventario inicial de cada período corresponde al inventario final del período inmediatamente anterior.

El costo total del plan equivale a = $ 250.042

PLAN AGREGADO: FUERZA LABORAL MÍNIMA CON SUBCONTRATACIÓN La estrategia de fuerza laboral mínima es un plan de tipo adaptativo, que considera ajustar la fuerza laboral a la mínima demanda de los requerimientos de producción. Esto tiene dos implicaciones, la primera que no existirá inventario, y la segunda que la fuerza laboral no podrá cubrir todos los requerimientos, en éste caso se debe considerar un ajuste ya sea sobre la capacidad o sobre la demanda. Una de las medidas de ajuste sobre la capacidad es considerar la posibilidad de subcontratar, tal como lo apreciaremos en éste ejemplo. El primer paso consiste en determinar la fuerza laboral mínima, es decir, el número constante de trabajadores con que contaremos en nuestro plan:

En nuestro ejemplo sería:

Número de trabajadores = (850 ton * 5 h/ton * 6) / (125 días * 8 h/día)

Número mínimo de trabajadores = 25,5 - redondeamos por defecto = 25

Dado que ésta estrategia no logra alinear la demanda con la producción de manera exacta, se hace necesario calcular el tiempo disponible y la producción real por cada período, dado que se trabaja con la fuerza laboral mínima habrá períodos en los que se produzca menos respecto a la cantidad demandada.

Para el primer período de nuestro ejemplo sería:

Tiempo disponible = 22 días * 8 h/día * 25 trabajadores Tiempo disponible = 4400 horas

Dado que conocemos el tiempo estándar de procesamiento, podemos calcular la producción real de éste mes:

Producción real = (4400 h) / (5 h / ton) Producción real = 880 ton El siguiente paso consiste en determinar las unidades faltantes, en éste caso unidades a subcontratar:

Unidades Faltantes (Subcontratar) = Requerimientos - Producción Real

En nuestro ejemplo para el primer período se calcularía así:

Unidades a subcontratar = 1850 - 880 Unidades a subcontratar = 970

Lo restante será efectuar los costos asociados a la subcontratación, y los costos de tiempo normal. Vale la pena recordar que en éste tipo de estrategias no se manejan inventarios.

El costo total del plan equivale a = $ 255.000

PLAN AGREGADO: FUERZA LABORAL PROMEDIO - HORAS EXTRAS La estrategia de fuerza laboral promedio es un plan adaptativo que considera manejar un número medio de operarios y por consiguiente se asume como ínsito el hecho de que habrá períodos en los que se produzca más o menos la cantidad demandada. Una de las medidas de ajuste sobre la capacidad es considerar la posibilidad de cubrir las unidades faltantes produciendo en horario extemporáneo (horas extras).

El primer paso consiste en calcular el número promedio de trabajadores, y aunque éste corresponde al cálculo de un método heurístico varios expertos coinciden en la siguiente formulación, que implica efectuar los cálculos de las estrategias vistas anteriormente:

En los casos como en nuestro ejemplo, en el que no contemos con un número inicial de operarios ajustaremos la media considerando tan solo la cantidad constante, mínima y con un coeficiente de 2. El valor de corrección (-1) se mantendrá.

En nuestro ejemplo sería:

Número de trabajadores = [(40 + 25) / 2] - 1 Número de trabajadores = 31 Dado que ésta estrategia no logra alinear la demanda con la producción de manera exacta, se hace necesario calcular el tiempo disponible y la producción real por cada período, habrá por ende períodos en los que se produzca más o menos respecto a la cantidad demandada.

Para el primer período de nuestro ejemplo sería:

Tiempo disponible = 22 días * 8 h/día * 31 trabajadores Tiempo disponible = 5456 horas

Dado que conocemos el tiempo estándar de procesamiento, podemos calcular la producción real de éste mes:

Producción real = (5456 h) / (5 h / ton) Producción real = 1091 ton El paso siguiente consiste en determinar el inventario final o los faltantes, para ello el cálculo se efectúa según el cumplimiento de la siguiente condición:

Sí (inventario inicial + Producción real) > Requerimientos de producción, tendremos inventario final que será igual a:

Inventario final = Inventario inicial + Producción Real - Requerimientos

Sí (inventario inicial + Producción real) < Requerimientos de producción, tendremos faltantes que serán iguales a:

Unidades Faltantes = Requerimientos - Inventario inicial - Producción Real

En nuestro ejemplo, para el primer mes se calcularía así:

((Inv Inicial = 0) + (Producción Real = 1091)) < (Requerimiento = 1850)

Unidades Faltantes = 1850 - 1091 - 0 Unidades Faltantes (Producir con extras) = 759 ton Lo restante será efectuar los cálculos referentes a los costos de almacenar, costos de horas extras y costo de tiempo normal. Vale la pena recordar que en éste plan agregado el inventario inicial de cada período corresponde al inventario final del período inmediatamente anterior. El costo total del plan es = $259.418

PLAN MAESTRO DE PRODUCCIÓN - MPS

Usualmente suele definirse al Plan Maestro de Producción como la desagregación del Plan Agregado de Producción, y aunque esta no es una relación abstracta, tan sólo es una alternativa propia de la planificación jerárquica, y vale la pena aclarar,

no existe mayor unanimidad en esta asociación. Recordemos que en Planeación Agregada los objetivos son sustentar decisiones de nivel táctico, mientras el Plan Maestro de Producción establece decisiones operativas que tienen como horizonte el siguiente período de planificación, y a lo sumo considera un par de períodos más tan sólo para asegurar una disponibilidad estimada de recursos.

Podemos sintetizar entonces que entre el Plan Agregado y el Plan Maestro si existen relaciones, pero que estas dependen del tipo de planificación adoptado, por ejemplo, si adoptamos planificación jerárquica, la relación será directa, puesto que los requerimientos brutos del MPS serán la desagregación del Plan Agregado. Por otro lado, si elegimos una planeación independiente, la relación será implícita, puesto que el Plan Agregado desde el nivel táctico establece los recursos, niveles de actividad y políticas de inventario que limitarán las decisiones operativas del MPS. Sea cual sea la relación entre los planes, si no se logra alcanzar un nivel de ocupación planificada y/o no se logra satisfacer la demanda real, entonces deberá revaluarse el Plan Agregado, dado que puede no ser viable.

Qué define entonces el Plan Maestro de Producción - MPS?

Tal como lo mencionamos ya, el MPS es una decisión de tipo operativa, respecto a los artículos y cantidades que deben ser fabricados en el siguiente período de planificación. Sus características son:



Determina qué debe hacerse y cuándo



Se establece en términos de productos específicos y no en familias



Es una decisión de lo que se va a producir, no un pronóstico mas

Se recomienda que ya elaborado el MPS se evalúe en su viabilidad cada vez que corresponda a un período de planificación. El MPS es una declaración susceptible de ajustes, por lo tanto es conveniente establecer un criterio de flexibilidad por horizonte, para lo cual tenemos: 

Horizonte fijo: Período durante el cual no se harán ajustes al MPS



Horizonte medio - fijo: Período en el que se pueden hacer cambios a ciertos productos.



Horizonte flexible: Período más alejado, en el que es posible hacer cualquier modificación al MPS.

Cómo elaborar un Plan Maestro de Producción - MPS? Inputs - Información requerida Para el caso de planificación jerárquica: 

El Plan Agregado en unidades de producto

Para el caso de planificación independiente: 

Pronósticos de ventas a corto plazo en unidades de producto

Además, 

Pedidos reales comprometidos con los clientes



Capacidad disponible de la instalación



Fuentes de demanda adicional



Existencias en inventario en unidades de producto

Métodos de elaboración de MPS De igual manera que en la Planeación Agregada existen tanto métodos heurísticos como algoritmos de resolución óptima. Los heurísticos pueden variar dependiendo del peso que se le asigne a la relación pronóstico y órdenes reales, así como a la determinación de los tamaños del lote del MPS.

Ejemplo de elaboración de un MPS Tenemos la siguiente información de entrada, que nos relaciona el inventario inicial, las órdenes reales (pedidos comprometidos) y el pronóstico corto en unidades de producto:

Además, ingeniería tiene establecido un tamaño de lote fijo de: 1800 unidades para este producto, por cuestiones de operación.

La plantilla que precisamos será la siguiente:

El primer paso consiste en llenar la plantilla con la información disponible, es decir, nuestros pronósticos, nuestros pedidos reales y el inventario inicial del período 1.

El primer paso que debe efectuarse en cada período corresponde a validar si nuestro inventario inicial puede suplir las necesidades del mismo. Sin embargo, surge un interrogante, ¿Cuál es el requerimiento del período, el pronóstico o el pedido? Tendremos en cuenta el máximo valor entre los dos. En caso del que nuestro inventario no tenga la capacidad de suplir nuestros requerimientos, se dice que requerirá de MPS. Sí...

...Entonces

El valor de MPS puede variar según el sistema de loteo que se tenga establecido. Lo siguiente corresponde a calcular el Inventario final de cada período, para lo cual recurrimos al balance de inventarios con una pequeña modificación, en este caso se reducirá el máximo valor entre pronóstico y pedidos de dicho período.

El inventario inicial de cada período, corresponde al inventario final del período inmediatamente anterior. Aclarado esto, procedemos con el cálculo del primer período: Dado que nuestro inventario (1200) NO es menor que el valor máximo entre pronóstico y pedidos (en este caso pedidos = 1200), decimos que el MPS será igual a 0.

Nuestro inventario final será entonces:

Procedemos con el período 2:

Dado que nuestro inventario inicial en el período 2 (0) SI es menor que el valor máximo entre pronóstico y pedidos (en este caso pronóstico = 700), decimos que el MPS será > a 0. Para nuestro ejercicio tenemos un tamaño de lote fijo de 1800 unidades, por lo tanto ese será el valor del MPS del período 2.

Nuestro inventario final en el período 2 será entonces:

Proseguimos con los cálculos y obtendremos el siguiente MPS:

Si bien la dinámica no tiene que cambiar, observamos que las oportunidades de mejora del método pasan por el tamaño del lote, razón por la cual es importante considerar los sistemas de loteo.

Cantidad Disponible Para Promesa - DPP o ATP

Parte de la información clave que el departamento de producción debe suministrar al departamento de ventas corresponde a la cantidad de unidades que están disponibles para negociar o vender. Dado que el MPS contempla pronósticos y pedidos hay que tener claridad sobre cómo estos factores afectan las cantidades de las que ventas puede disponer, dichas cantidades reciben el nombre de cantidad disponible para promesa, DPP o ATP por sus siglas en inglés (Available To Promise).

El principal concepto que debemos aclarar es que no siempre el inventario final nos determina las cantidades disponibles para promesa, dado que en muchas ocasiones es ese inventario final quien se estima cubra los pedidos reales de períodos posteriores, o en ocasiones el inventario final se encuentra afectado por el pronóstico, que no son pedidos firmes y que por lo tanto no nos puede limitar nuestra capacidad de oferta.

En primer lugar el cálculo del DPP se debe restringir sólo para el período 1, y los períodos en los que su MPS sea mayor que 0. Este debe contemplar como disponible las cantidades del MPS, más el inventario inicial y debe deducir las órdenes en firme (pedidos reales) de ese período y de todos los períodos que lo subsiguen hasta que haya un nuevo MPS.

Para explicar mejor este concepto, acudamos a nuestro MPS ya calculado:

Para efectuar el DPP del período 1, debemos recurrir al siguiente cálculo:

Podemos observar como el MPS siguiente se encuentra en el período 2, por ende sólo debemos contemplar los pedidos reales del período 1:

Para determinar el DPP del período 2, debemos recurrir al siguiente cálculo: Podemos observar como el MPS siguiente se encuentra en el período 4, por ende se deben contemplar los pedidos reales del período 2 y 3:

Continuamos con los cálculos y tendremos el siguiente tabulado con los DPP: