Introducción a la administración de materiales

Introducción

Uno de los desafíos más difíciles que enfrentan las empresas manufactureras en el mercado dinámico y altamente competitivo de hoy es lograr y mantener la satisfacción del cliente. Los clientes son más exigentes que nunca; insistiendo en entregas de bajo costo y un servicio personalizado y altamente confiable adaptado a sus demandas siempre cambiantes tanto en magnitud como en variedad.

En este documento, consideramos la red de la cadena de suministro (SCN) como una interconexión de instalaciones como proveedores, fabricantes, distribución, logística, etc.

Cada una de estas instalaciones en sí podría ser un gran sistema dinámico que consta de varios subprocesos e instalaciones como máquinas, camiones, etc. La gestión eficaz de la cadena de suministro es esencial para satisfacer las necesidades de los clientes, mantener su lealtad y la rentabilidad de todos los interesados de la cadena de suministro. Por el contrario, una cadena de suministro que no funciona de manera óptima puede socavar la satisfacción y la lealtad del cliente, cortando así las vías para un crecimiento rentable.

Las funciones críticas de la gestión de la cadena de suministro son gestionar la información y los flujos de materiales. Varios investigadores han considerado el problema de la planificación de materiales en las instalaciones de fabricación, pero solo a nivel de empresa, es decir, la secuencia de los procedimientos de planificación que comienzan desde los planes agregados y culminan en el MRP, se realizan para cada instalación de fabricación. Este enfoque ignora claramente las interfaces y las actividades logísticas entre dos instalaciones, y por lo tanto conduce a cambios frecuentes en el MRP.

Tenemos una visión integral del proceso de la cadena de suministro y abordamos el tema de la planificación de materiales en empresas extendidas, que consta de proveedores, fabricantes, distribución, etc. Nuestra contribución es en términos de formular un problema óptimo de secuenciación y asignación para todas las instalaciones que están parte del proceso de la cadena de suministro. Utilizamos el enfoque de relajación lagrangiana para este problema. Este artículo está organizado de la siguiente forma: En la sección 2, presentamos el problema de planificación de capacidad para las cadenas de suministro junto con los puntos de vista tradicionales. También se realiza una breve revisión de la literatura. La metodología utilizada está motivada con una ilustración simple. En la sección 3, formulamos el problema de la planificación de la capacidad de corte aproximado utilizando la relajación lagrangiana y damos brevemente los resultados a un ejemplo. Concluimos en la siguiente sección destacando las principales contribuciones de este documento y dando instrucciones para futuras investigaciones.

2 Planificación de capacidad y secuenciación en redes de cadena de suministro

En el corazón de los esfuerzos de la mayoría de las organizaciones para agilizar los procesos comerciales se encuentra el concepto de integración de la información. Las soluciones modernas de planificación de recursos empresariales (ERP), como SAP, BAAN, Oracle, Syteline, etc., están diseñadas para lograr esto y proporcionar a las organizaciones un sistema para planificar, controlar y monitorear los procesos comerciales de una organización. Las soluciones ERP logran altos niveles de integración al utilizar un mecanismo estándar para las comunicaciones, desarrollar una comprensión común de lo que representan los datos compartidos y establecer un conjunto de reglas para acceder a los datos. 

Vale la pena señalar que, en las implementaciones típicas de ERP, en su mayoría es una organización con todas sus SBU que se incluye en una. Mientras que en el caso de las cadenas de suministro donde normalmente hay cientos de proveedores, con decenas de plantas de fabricación y varias capas de distribución, no es raro encontrar muchos tipos de soluciones ERP que se implementan con cada miembro de la cadena de suministro. Por lo tanto, cualquier sistema de planificación de capacidad para la cadena de suministro debe tener en cuenta esta característica. Dichas soluciones no solo deben administrar e integrar información de una amplia variedad de sistemas, sino que también deben proporcionar poderosas capacidades de toma de decisiones.

2.1 Planificación tradicional de la capacidad

En la planificación tradicional de materiales, nos encontramos con los requisitos de una sola empresa de fabricación, o en el mejor de los casos, la recopilación de todas las unidades de negocios estratégicas de esta empresa. El problema de la planificación en un sistema de fabricación generalmente comienza con la determinación de pronósticos y pedidos en firme, para todos los bienes producidos por la empresa. La fuerza de trabajo y los niveles de producción requeridos para satisfacer la demanda del cliente se obtienen de algoritmos de planificación agregados. Luego, se genera la programación maestra después de la desagregación en familias de productos y artículos. El programa maestro, conocido como MPS, proporciona requisitos periódicos para todos los elementos finales. Luego, los requisitos se comparan con las capacidades de producción existentes en la planta. Esto se conoce como planificación de la capacidad de corte preliminar, generalmente realizada de manera iterativa [15].

Las soluciones de planificación más utilizadas para sistemas de fabricación complejos son MRP-II / ERP. Las soluciones MRP-II utilizan la explosión de la lista de materiales e incluyen tres etapas de planificación de requisitos de recursos, planificación de capacidad de corte general y planificación de requisitos de capacidad. El último examina la capacidad real requerida por el plan de producción. Para una encuesta exhaustiva sobre los métodos en cada uno de estos, consulte [10]

El problema de planificación generalmente se resuelve bajo configuraciones deterministas, utilizando el tipo de asignación de problemas de programación lineal o no lineal. Ver por ej. [13, 2].

Algunos modelos estocásticos restringidos también están disponibles en [1, 8]. Estos documentos tratan esencialmente el problema de asignación de recursos para el sistema de fabricación, dados los requisitos de demanda por período, la estructura de la lista de materiales, la política de control de inventario y los niveles disponibles de varios recursos del sistema. La planificación de la capacidad de corte aproximado se realiza generalmente, utilizando heurística y reglas generales. También existen enfoques gráficos y basados en simulación para la planificación general, por ejemplo ver [12, 11]

Se ha desarrollado otro enfoque para la planificación utilizando la Teoría de las restricciones (TOC), que tiene la capacidad de considerar una amplia gama de restricciones y relaciones. Reconoce explícitamente las limitaciones de capacidad y utiliza un procedimiento heurístico para encontrar un cronograma operativo. Una idea clave de TOC es que solo unos pocos centros de trabajo dentro de la fábrica controlan la salida de toda la fábrica para cada línea de productos. La gestión de estos recursos que limitan la capacidad (CCR) o cuellos de botella optimiza el rendimiento de la fábrica. El conocimiento de los CCR de la planta también proporciona orientación para futuras inversiones de la planta. Consistentes con este enfoque son los métodos de planificación de la tasa de flujo discutidos en [9].

2.2 Planificación y secuenciación integradas: la física

La planificación tradicional de la capacidad de corte preliminar está llena de desventajas como:

• Trata cada instalación de forma aislada, lo que lleva a la escasez de subconjuntos necesarios en algunas etapas y a inventarios excesivos de componentes innecesarios en otras etapas de la cadena de suministro.
• Trabaja en el mito de que las fábricas producen bien solo bajo presión, lo que lleva a la sobrecarga de la instalación hacia el final de los períodos de planificación.
• Debido a los flujos de órdenes erráticos y a los fuertes límites que separan a los miembros del SCN, hay una frecuente secuenciación y reasignación de pedidos en varias instalaciones, lo que lleva a una gran WIP y largos plazos de entrega

Necesitamos redefinir varios términos como capacidad, plan integrado de materiales, etc., para la cadena de suministro. Por capacidad de la cadena de suministro, nos referimos a la tasa de rendimiento máxima alcanzable de cualquier instalación. Además, en cada instalación, la capacidad puede significar las horas de procesamiento que son gratuitas durante el período de planificación, la cantidad de camiones disponibles, la cantidad de proveedores alternativos disponibles, etc. En este documento, con el propósito de planificar la capacidad de corte aproximado, no Considere más los requisitos de material de una unidad de fabricación de forma aislada. Preferimos redefinir lo que llamamos el Programa de materiales maestros de la cadena de suministro (SCMMS) para toda la cadena de suministro en su conjunto. Estos son los requisitos de material agregado para todas las plantas de fabricación juntas, más los requisitos de distribución agregada para el SCN y el plan de adquisición agregado para el SCN. Esta cantidad neta es lo que consideramos con el propósito de planificar la capacidad de corte aproximado para el SCN. Consulte la Figura 1 para ver el modelo de planificación de capacidad integrada propuesto para toda la cadena de suministro. Tal enfoque, creemos que producirá mejores resultados en términos de una mejor utilización en todas las instalaciones, ya que también cumplirá rápidamente las fechas de vencimiento del cliente. El objetivo de nuestro trabajo es desarrollar un modelo de optimización heurística basado en el enfoque de relajación lagrangiana, para hacer la secuencia combinada y la planificación de la capacidad de corte general para las redes de la cadena de suministro

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