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Equation Chapter 1 Section 1
Trabajo Fin de Máster
Ingeniería Industrial (Organización Industrial y
Gestión de Empresas)
Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre
un entorno productivo Job-Shop
Autor: José Morejón Vargas
Tutor: Marcos Calle Suarez
Departamento de Organización Industrial y
Gestión de Empresas I
Escuela Técnica Superior de Ingeniería
Sevilla, 2017
iii
Trabajo Fin de Máster
Ingeniería Industrial (Organización Industrial y Gestión de Empresas)
Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre
un entorno productivo Job-Shop
Autor:
José Morejón Vargas
Tutor:
Marcos Calle Suarez
Profesor titular
Departamento de Organización Industrial y Gestión de Empresas I
Escuela Técnica Superior de Ingeniería
Universidad de Sevilla
Sevilla, 2017
v
Proyecto Fin de Carrera: Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
Autor: José Morejón Vargas
Tutor: Marcos Calle Suarez
El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros:
Presidente:
Vocales:
Secretario:
Acuerdan otorgarle la calificación de:
Sevilla, 2017
vii
El Secretario del Tribunal
ix
Resumen
En el ámbito de la automoción, las empresas automovolísticas están centrándose en la diversificación de su
producción, ofreciendo un gran número de variantes entre los modelos de vehículos que ofertan, pero sin, por
ello, perder capacidad de respuesta ante la variabilidad de la demanda y siendo capaces de satisfacer en plazo a
todos sus clientes.
Ello ha llevado a que, recientemente, se haya desarrollado un nuevo enfoque de producción llamado
Fabricación Bajo Pedido Virtual. Dicho enfoque es capaz de satisfacer al cliente asignándole productos que
están siendo producidos o a la espera de empezar su producción. Todo ello añadiendo los ya conocidos
métodos de abastecimiento a clientes contra stock y bajo pedido. Sin embargo, a pesar de las posibilidades que
promete dicho enfoque de producción, no se ha estudiado lo suficiente su comportamiento.
Los entornos de producción de tipo Job-Shop son uno de los entornos donde la Fabricación Bajo Pedido
Virtual todavía no se ha probado. Como se subraya en la bibliografía consultada, conviene ver cómo funciona
dicho enfoque de producción ante un sistema productivo caracterizado por la especialización de su fabricación.
Por tanto, el estudio aborda la implementación, para su posterior estudio, de la Fabricación Bajo Pedido
Virtual sobre un entorno productivo con una gama de productos reducida como el Job-Shop.
En este Trabajo Fin de Máster, se modela la implementación de un enfoque de producción Fabricación Bajo
Pedido Virtual sobre un entorno productivo Job-Shop que contiene 6 estaciones de producción y produce 20
referencias de producto.
xi
Abstract
In the automobile industry, manufacturers are focusing on the diversification of their productions,
offering a wide range of variants within the models they sell. But, at the same time, they also try not
to lose their capabilities to the highly variable demand and supplying their customers on time.
These challenges have promoted the development of a new production approach called Virtual
Build-to-Order (VBTO). This new approach has the possibility of fulfilling the customer through
products which still in the pipeline. In addition to this, the Virtual Build-to-Order approach can also
fulfill their customer through the common ways of a product from stock and by a build-to-order
product. However, in spite of its capabilities, there is little studying regarding this new approach.
The Job-Shop production is one of the environments in which the VBTO has not been tested yet. As
it is pointed out in the bibliography, it is worth testing it in a production system characterized in
working with a small amount of variants. Hence, the problem addressed consists in the
implementation of the VBTO production approach within the Job-Shop production.
In this Master Thesis, the VBTO implementation is modeled through the simulation program
ARENA. The Job-Shop production environment, in which the production approach is implemented,
consists in six manufacturing stations and the overall production system produces twenty types of
product.
xiii
Índice
Resumen ix
Abstract xi
Índice xiii
Índice de Tablas xv
Índice de Figuras xvi
1 INTRODUCCIÓN 19 1.1 Objetivo General 19 1.2 Objetivos Específicos 20
1.2.1 O.E.1 Realizar una revisión o estado del Arte 20 1.2.2 O.E.2 Conocer el problema en profundidad 20 1.2.3 O.E.3 Modelar y estudiar el problema planteado 20 1.2.4 O.E.4 Discutir las implicaciones prácticas de los resultados obtenidos 21
1.3 Sumario 22
2 Introducción al Estado del Arte 23 2.1.1 Productos de bajo valor económico 25 2.1.2 Productos de alto valor económico 27 2.1.3 Productos de valor económico medio 28 2.1.4 Caso especial: Situación en la que el abastecimiento está muy distribuido y segregado por razones geográficas 30
2.2 Tipos de enfoques de producción 31 2.2.1 Lead Time 31 2.2.2 Estrategias de postposición 31 2.2.3 Punto de desacoplamiento 33
2.3 Enfoques de producción básicos 34 2.3.1 Fabricación Contra Stock 34 2.3.2 Fabricación Bajo Pedido 35 2.3.3 Cuándo aplicar un enfoque MTS y cuándo aplicar un enfoque BTO 37 2.3.4 Ensamblaje bajo pedido 38
2.4 Enfoques de producción avanzados 39 2.4.1 Sistema Convencional (Enfoque MTS/ BTO) 39
2.5 Enfoques de fabricación de cadena de producción abierta 41 2.5.1 Fabricación bajo pedido virtual 42 2.5.2 Alternativas a la Fabricación Bajo Pedido Virtual 46
2.6 Sistemas de producción 48 2.6.1 Sistemas de Control y Planificación de la Producción (PPC) 48
2.7 Concepto de Fabricación (Producción Discreta) 49 2.7.1 Fabricación mediante JOB-SHOP 49 2.7.2 Fabricación mediante FLOW-SHOP 52 2.7.3 Fabricación Celular 53
3 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 55
4 MODELO DE SIMULACIÓN 59 4.1 Bloque de generación y gestión de entidades “producto” 62 4.2 Bloque de generación y gestión de entidades “cliente” 72 4.3 Bloque de emparejamiento de entidades “cliente” y “producto” y medición de tiempos de entrega 81 4.4 Modelo de implementación del Sistema Convencional 84
5 RESULTADOS 87
5.1 Indicadores de entregas 88 5.1.1 Indicadores de entregas retrasadas 88 5.1.2 Indicadores de mecanismos de abastecimiento 90
5.2 Indicadores en taller Job-Shop 92
6 CONCLUSIONES 95
Referencias 97
xv
Índice de Tablas
Tabla 3–1. Referencias a fabricar y ruta de fabricación por las mismas por las estaciones. 56
Tabla 4–1. Asignaciones hechas en el módulo “Caracterizacion producto BTO”. 64
Tabla 4–2. Asignaciones hechas en el módulo “Caracterizacion producto BTO”. 67
Tabla 4–3. Asignaciones hechas en el módulo “Caracterizacion cliente”. 73
Tabla 4–4. Asignaciones hechas en el módulo “Localizacion en Inventario”. 76
Tabla 4–5. Asignaciones hechas en los módulos de asignación “Localizacion X_Y”. 79
Tabla 4–6. Asignaciones en los módulos “Tiempo de entrega por X”. 83
Tabla 5–1. Tiempo medio entre llegadas para las utilizaciones mostradas. 87
Tabla 5–2. Comparativa porcentual de los métodos de abastecimiento para la VBTO. 90
Tabla 5–3. Comparativa porcentual de los métodos de abastecimiento para el CS. 91
Índice de Figuras
Figura 2-1. Representación del proceso de abastecimiento de bienes a clientes. 23
Figura 2-2. Figura en la que se observa el flujo de material de una Cadena de Suministros. 24
Figura 2-3. Ejemplo de la industria del envasado. 26
Figura 2-4. Ejemplo de lo que puede suponer el mercado de lo exclusivo. 27
Figura 2-5. Stock en la industria automovilística. 29
Figura 2-6. Diversas partes de un avión son construidas en diversos países. 30
Figura 2-7. Flujo que se sigue en una estrategia de posposición. 32
Figura 2-8. Flujos de información y de material que se dan en la BTO. 35
Figura 2-9. Dell y BMW, ejemplos de exitosa aplicación de la BTO. 36
Figura 2-10. Estructura de abastecimiento a clientes de un enfoque de fabricación CS. 40
Figura 2-11. Estructura de los enfoques de producción con pipeline abierto. 41
Figura 2-12. Estructura de la Fabricación Bajo Pedido Virtual. 43
Figura 2-13. Layout Job-Shop, en que las unidades productivas son agrupadas. 50
Figura 2-14. Estructura de un sistema de producción Job-Shop. 51
Figura 2-15. Layout seguido por un sistema de producción Flow-Shop. 52
Figura 2-16. Flujo de material seguido por un sistema de Fabricación Celular. 53
Figura 4-1. Bloque de generación y gestión de entidades “producto”. 60
Figura 4-2. Bloque de generación y gestión de entidades “cliente”. 60
Figura 4-3. Bloque de búsqueda de entidades “producto” por la cadena de producción. 61
Figura 4-4. Bloque de emparejamiento de entidades y medición de tiempos de entrega. 61
Figura 4-5. Módulos de creación y asignación de atributos a las entidades “producto”. 62
Figura 4-6. Programación del módulo de creación representado en imagen anterior (figura 21). 62
Figura 4-7. Programación del módulo de asignación “Caracterizacion producto”. 62
Figura 4-8. Bifurcación para decidir cómo será construidala entidad “producto”. 64
Figura 4-9. Condición impuesta en el módulo de decisión anterior (Figura 4-8). 64
Figura 4-10. Declaración del atributo “Entity.Secuence” asociado a la entidad “producto”. 65
Figura 4-11. Relación la variable “Secuencia” y el atributo “Entity.Secuence”. 65
Figura 4-12. Programación del módulo de enrutamiento “Inicio de Job_Shop”. 68
Figura 4-13. Células de trabajo de la cadena de producción. 68
Figura 4-14. Programación de módulos “station” dentro de la cadena de producción. 68
Figura 4-15. Programación de módulos de procesamiento que simulan a las células de trabajo. 69
Figura 4-16. Parte final del bloque de gestión de entidades “producto”. 69
Figura 4-17. Condiciones a cumplir dentro del módulo de decisión “Asignacion?” 70
Figura 4-18. Codificación del módulo de enrutamiento “Ruta Entrega Productos BTO”. 70
Figura 4-19. Módulos de creación y asignación de atributos y valores de las entidades “cliente”. 72
Figura 4-20. Caracterización del módulo de creación de entidades “cliente”. 72
xvii
Figura 4-21. Busqueda de vehículos en inventario y emparejamiento con clientes. 74
Figura 4-22. Codificación del módulo de búsqueda en el Inventario. 75
Figura 4-23. Codificación del módulo de extracción “Extraer de Inventario”. 76
Figura 4-24. Inicio de búsqueda de entidad “producto” en cadena de producción. 77
Figura 4-25. Condiciones de paso por el módulo de decisión “Modelo?”. 77
Figura 4-26. Uno de los conjuntos de búsqueda en el “pipeline” de una entidad “producto”. 78
Figura 4-27. Módulos de búsqueda “Modelo X Celula Y”. 78
Figura 4-28. Conjunto de módulos para la búsqueda “backwards” del modelo 11. 80
Figura 4-29. Entrega a clientes y medición de tiempos de espera. 81
Figura 4-30. Emparejamiento de entidades “cliente” con entidades “producto”. 81
Figura 4-31. Medición de tiempos de entrega y diferenciar entre retrasos y no retrasos. 81
Figura 4-32. Codificación de los módulos de emparejamiento “Match X”. 82
Figura 4-33. Codificación de los módulos de decisión “Entrega a tiempo por X?”. 83
Figura 4-34. Codificación de los módulos “Clientes X satisfechos a tiempo/ con retraso”. 83
Figura 4-35. Bloque de generación y gestión de entidades producto del Sistema Convencional. 84
Figura 4-36. Bloque de generación y gestión de entidades producto del Sistema Convencional. 85
Figura 5-1. Porcentaje de pedidos retrasados para ambos enfoques de producción. 88
Figura 5-2. Tiempo medio de entregas retrasadas para ambos enfoques de producción. 89
Figura 5-3. Niveles de cola medios por célula para ambos enfoques de producción. 92
Figura 5-4. Niveles de inventarios para ambos enfoques de producción. 93
1 INTRODUCCIÓN
n la actualidad, un gran número de empresas tienen cada vez más difícil ofrecer un nivel de
servicio adecuado a sus clientes, por la gran variedad de productos que ofertan y la
variabilidad de la demanda que hay que satisfacer. Dicha situación tiende a complicarse
cuando se trata de la industria automovilística, dada la complejidad tanto en la producción, como en
la planificación y por las grandes diferencias entre vehículos pertenecientes a un mismo modelo.
Dado el actual panorama, las empresas manufactureras automovilísticas han trabajado en los últimos
años para mejorar sus estructuras logísticas con el fin de agilizar el abastecimiento a clientes,
reduciendo los tiempos de entrega, y haciendo posible trabajar con un mercado cuya demanda es,
cada vez, más volátil. Con el gran de número de especificaciones dentro de un mismo modelo de
vehículos que un fabricante puede ofrecer y la falta de paciencia de los clientes para esperar, un
enfoque de producción muy usado es el que permite a los fabricantes suplir las necesidades de los
clientes bien con un vehículo del inventario, como también realizando una formalización de pedido.
Sin embargo, en los últimos años, las firmas del sector automovilístico han estado trabajando en
nuevos enfoques de producción como la denominada Fabricación Bajo Pedido Virtual, en el cual,
además de las opciones de abastecimiento antes mencionadas, también se permite satisfacer a los
clientes asignándoseles aquellos coches que están en proceso de fabricación o bien que su
fabricación está ya planificada.
Los estudios existentes muestran un buen comportamiento de la Fabricación Bajo Pedido Virtual en
entornos de Fabricación Personalizada (Mass Customization, MC). Sin embargo la Fabricación Bajo
Pedido Virtual no ha sido evaluada en otros entornos, como por ejemplo, entornos Job-Shop, con una
gama de productos reducida.
Por ello, el presente Trabajo Fin de Máster se centra en la aplicación de un enfoque de producción
Fabricación Bajo Pedido Virtual sobre un sistema productivo Job-Shop que tiene que absorber 20
variedades de productos y que cuenta con 6 células de producción. Dicha aplicación se estudiará a
través del programa de simulación Arena. Mediante estas simulaciones, y comparando dicho enfoque
de producción con el enfoque Sistema Convencional (enfoque que abastece al cliente tanto por
Fabricación Contra Stock como por Fabricación Bajo Pedido), se llevarán a cabo estudios sobre
porcentajes de entregas retrasadas, niveles de inventario, etc. con el fin de ver la viabilidad de dicho
enfoque de producción sobre el entorno productivo dado.
1.1 Objetivo General
El objetivo general del Trabajo Fin de Máster es el de estudiar el comportamiento de un enfoque de
producción Fabricación Bajo Pedido Virtual sobre un entorno de producción Job-Shop, centrando la
atención en el número de clientes a los que se abastece con los productos deseados debidamente.
E
INTRODUCCIÓN
20
1.2 Objetivos Específicos
A continuación se describen brevemente los objetivos específicos que se van a perseguir en el
estudio del problema.
1.2.1 O.E.1 Realizar una revisión o estado del Arte
En este capítulo 2 se realizará una revisión bibliográfica de los estudios más importantes respecto a la
resolución de problemas similares a los que se plantean en este TFM. Se han estudiado diversos
artículos especializados en la implementación de enfoques de fabricación con “sistema de
producción abierto” (“open pipeline”, ver Brabazon y MacCarthy, 2006).
Seguidamente, se han analizado, también, artículos relacionados con los entornos productivos como
los sistemas producción Job-Shop, Flow-Shop y Fabricación Celular con el fin de tener una visión
global de todo lo que afecta al problema objeto de estudio de este TFM.
1.2.2 O.E.2 Conocer el problema en profundidad
En el capítulo número 3 se describirá el entorno de producción Job-Shop sobre el que se
implementará un enfoque de producción Fabricación Bajo Pedido Virtual como el formulado por
Brabazon y MacCarthy (2006).
También se describirán los condicionantes con respecto a los tiempos de proceso de las máquinas
que forman los talleres de producción Job-Shop, la variedad y particularidad de cada una de las
referencias con las que se trabajará en dichos talleres, así como los condicionantes con respecto a
cómo evaluar si los pedidos entregados a clientes por cualquiera de los métodos de abastecimiento
han sido hechos a tiempo o con retraso. Dichos condicionantes se aplican también sobre el modelo
auxiliar del Sistema Convencional, que se usará para comparar el original.
El problema propuesto trata de estudiar la viabilidad de implementar el enfoque de producción
Fabricación Bajo Pedido Virtual sobre el mencionado entorno de producción, centrando la atención
en indicadores propios de los enfoques de producción relacionados con las entregas retrasadas,
mecanismos de abastecimiento y otros propios del sistema de producción Job-Shop relacionados con
las colas medias generadas en las estaciones de trabajo y los niveles de inventario.
1.2.3 O.E.3 Modelar y estudiar el problema planteado
Una vez conocido el alcance del problema objeto de estudio y del estado del arte asociado, se
procede, en el capítulo 4, a modelar dicho problema mediante el programa de simulación Arena,
definiendo los dos tipos de entidades que entran en juego, entidades “cliente” y entidades
“producto”, así como los atributos y variables asociados a dichas entidades. Tanto el enfoque
Fabricación Bajo Pedido Virtual como el Sistema Convencional.
Con esta información se plantean dos modelos de simulación atendiendo a las restricciones que
surgen entre los elementos del sistema, y que han sido establecidas según la bibliografía consultada.
Una vez conocidas estas restricciones, si imponen los flujos por los que deben pasar dichas entidades
a fin de simular con la mayor exactitud posible la realidad.
1.2.4 O.E.4 Discutir las implicaciones prácticas de los resultados obtenidos
Por último, se analizarán en el capítulo 6 los resultados obtenidos, comparando y discutiendo las
diferentes situaciones estudiadas. El documento contiene, además, un apartado con las referencias
bibliográficas que se han empleado para la elaboración del mismo.
INTRODUCCIÓN
22
1.3 Sumario
En el capítulo 1 se hace una introducción a la temática del Trabajo de Fin de Máster, describiendo
sucintamente el estudio en el cual se centra dicho proyecto a la vez que enumera el objetivo general
del proyecto en su conjunto como los objetivos específicos de cada uno de los capítulos que lo
componen.
En el capítulo 2 se hace una revisión bibliográfica de los dos conceptos principales que componen la
temática de este Trabajo Fin de Máster, el enfoque de producción Fabricación Bajo Pedido Virtual y
los entornos de trabajo Job-Shop, centrando más la atención en el primero de los conceptos. Por ello,
el estado del arte en cuestión se compone en su estructura de dos bloques fundamentales: el primero
de ellos que habla sobre los modos de abastecimiento a clientes que hay hoy en día en la industria; y
el segundo que habla sobre los entornos productivos que usan las empresas actualmente.
En el capítulo 3 se hace una breve descripción del problema a estudiar en este Trabajo Fin de Máster,
enumerando las características tanto del enfoque de Fabricación Bajo Pedido Virtual como del
sistema de producción Job-Shop en el cual será implementado dicho enfoque de producción. La
caracterización del sistema de producción Job-Shop viene, sobre todo, a indicar los datos referentes
al enrutamiento que siguen cada uno de los tipos de producto por las seis estaciones de trabajo así
como todo lo referente a tiempos de procesamiento y plazos de entrega de los productos.
En el capítulo 4 se explica de manera extensiva la creación del modelo de simulación en el programa
Arena, enumerando cada uno de los bloques que forman el modelo y explicando el papel que juegan
cada uno de los módulos que componen el modelo, así como la importancia de los distintos atributos
asociados a las dos únicas entidades del sistema, entidades “cliente” y entidades “producto”. Para
finalizar con este capítulo se hace una breve reseña a la obtención del modelo, derivado del principal,
para la simulación y obtención de resultados asociados al Sistema Convencional (enfoque de
producción que mezcla la Fabricación Contra Stock con la Fabricación Bajo Pedido, ver Brabazon y
MacCarthy, 2006), el cual, se utilizará para comparar los resultados obtenidos con la Fabricación
Bajo Pedido Virtual.
En el capítulo 5 se muestran y discuten los resultados obtenidos mediantes modelos anteriormente
descritos en el capítulo 4, haciendo incapie en los indicadores de porcentaje de entregas con retraso,
tiempo medio de entregas retrasadas, mecanismos de abastecimiento para cada uno de los enfoques
de producción, niveles de inventario y niveles de producto terminado.
En el capítulo 6 se enumeran las conclusiones obtenidas de los resultados mostrados en el capítulo 5.
Por último, este Trabajo Fin de Máster tiene un último capítulo de referencias en el que se enumeran
los artículos consultados para la realización del Trabajo Fin de Máster en general, como para el
Estado del Arte en particular.
2 INTRODUCCIÓN AL ESTADO DEL ARTE
El fenómeno del Abastecimiento a clientes es la manera que tienen las empresas de proveer a sus
clientes de los artículos que éstos necesitan, procedentes de la propia empresa. Aunque estén
relacionados, y, a veces, sean casi lo mismo, no conviene confundir los conceptos de
Abastecimiento, por un lado, y Gestión de la Cadena de Suministros, por otro.
Por Abastecimiento se entiende la relación entre la empresa, que fabrica el artículo final, y el cliente,
que es una manera muy sintetizada y simplificada de explicar la logística. Dicho fenómeno obedece
al flujo de producto que se puede ver en la siguiente imagen, figura 2-1.
Figura 2-1. Representación del proceso de abastecimiento de bienes a clientes1.
Como se puede ver en la imagen anterior (figura 2-1), el proceso de abastecimiento comprende todas
las actividades que van desde que la empresa consigue los recursos para la realización de los
artículos en cuestión (Gestión de Compras) hasta la venta de los artículos al cliente en los lugares
autorizados (Bhargava, et al., 2016). Entre estos dos procesos, el de inicio y el de finalización, hay
toda una serie de procesos productivos y logísticos que dependen (tanto los mismos procesos como
su orden dentro de la cadena de abastecimiento) del artículo en cuestión como del tipo de industria,
así como de la localización tanto de la empresa como de los puntos de venta autorizados. Por ello, no
siempre siguen el mismo orden que aparece en dicha imagen (figura 2-1).
Por otro lado, la gestión de la cadena de suministros, obedece al hecho de tener en cuenta, no sólo a
la empresa que fabrica el artículo final, sino también a todas las empresas que se encargan de
abastecer con la materia prima (tornillos, tapones, neumáticos, etc.) a la empresa del producto final y
1 Fuente: Imagen obtenida de la web https://www.logismarket.com.mx/ip/gcm-software-para-manejo-de-la-cadena-de-suministro-ayuda-a-mejorar-el-desempeno-y-rentabilidad-optimizando-la-produccion-y-los-planes-471164-FGR.jpg
Introducción al Estado del Arte
24
los procesos logísticos llevados a cabo por subcontratas que se encargan de llevar el producto de un
fabricante o mayorista a un vendedor o minorista. Dicho concepto, en este caso, obedece al flujo que
se puede ver en la siguiente imagen, figura 2-2.
Como se puede observar en la siguiente imagen, figura 2-2, toda cadena de suministros sigue el
siguiente flujo de material, que es el que se representa, y tiene las partes indicadas. Una cadena de
suministros está formada por las siguientes entidades: un proveedor ó proveedores, los cuales se
dedican a obtener las materias primas o fabricar las partes más pequeñas del artículo final en
cuestión; un fabricante que es el que, generalmente, realiza la transformación final del producto y da
el mayor incremento de valor añadido al artículo; un mayorista, que en muchos casos, aunque su
labor sea la de distribuir y vender a gran escala, forma parte del mismo conjunto que el fabricante; y,
por último, los minoristas que, en función de la cadena de suministros (del artículo final en cuestión)
pueden existir o no y que, a diferencia de los mayoristas, sólo venden, no distribuyen.
En medio de todas estas entidades hay todo un conjunto de actividades puramente logísticas que se
realizan para conectar el flujo de material entre unas partes y otras. A diferencia de lo que pasa con el
concepto de abastecimiento, todas las cadenas de suministros siguen el mismo esquema que se
representa en la figura 2-2 (1º suministradores, 2º fabricante, 3º mayorista y 4º, y último, minorista),
y no hay que hacer distinciones entre los tipos de productos que se ofertan ni entre la localización
geográfica de las partes implicadas.
Figura 2-2. Figura en la que se observa el flujo de material de una Cadena de Suministros2.
Toda vez que se haya explicado la diferencia que hay entre el abastecimiento a clientes y la gestión
de la cadena de suministros, se procede en este estado del arte a explicar los diferentes casos que se
dan en la industria dentro del abastecimiento. Hay que destacar que, dado que el presente Trabajo Fin
2 Fuente: Imagen obtenida de la web https://www.quora.com/What-is-mean-by-supply-chain-management?redirected_qid=13239311
25 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
de Máster se centra en la última etapa, dentro de producción de artículos sin tener en cuenta las
etapas anteriores, salvo en la situación particular en la que se haga referencia explícita a la Cadena de
Suministros, en el actual Estado del Arte sólo se hablará de abastecimiento.
A continuación se explicarán cada uno de los casos de abastecimiento que se dan en la industria en
función del artículo final y de cómo estos influyen en el orden del flujo de material visto en la figura
1. Se procede a disgregar los casos en función del valor económico del mismo a la vez que se
introduce un caso adicional en el que el artículo no es el que influye en la estructura del
abastecimiento, sino la situación geográfica de las partes implicadas en el abastecimiento. A partir de
estos casos, y como se comentaba en el primer párrafo de la página 24, el orden de las operaciones
visto en la figura 2-1, página 23, se puede ver alterado.
2.1.1 Productos de bajo valor económico
Los artículos referidos suelen ser bienes de primera necesidad que, dado su bajo valor económico son
poco, o nada, personalizables (no hay demasiada variedad), además disfrutan de procesos de
producción, habitualmente, simples y rápidos. Dada su rapidez de fabricación, lo barato que resulta
su producción, no tienen gran valor añadido (causa a la vez que consecuencia), así como la necesidad
que tiene la sociedad de obtenerlos, tienen bajo riesgo de obsolescencia (Roehrich, et al., 2011) y, por
tanto, resulta rentable tenerlos almacenados durante un tiempo, comparativamente alto, a la vez que
fabricarlos antes incluso de que surja la demanda de los mismos (al no tener alta variedad de los
mismos, resulta fácil pronosticar las ventas).
Su proceso de venta es el siguiente: en estos casos el cliente solicita el producto directamente al
centro de venta más cercano y, en caso de que no haya existencias del producto que necesita,
solicitará dicho producto al siguiente centro de venta más cercano, y así sucesivamente hasta que
consiga el producto que necesita. En este tipo de situaciones el cliente no genera una orden de pedido
para obtener el artículo que quiere, sino que va al centro de venta más cercano y lo compra en el
momento. En estos casos, como es normal, el proceso de venta se realiza al final de la cadena
productiva.
Hay que decir que, en esta clase de artículos, hay un proceso que no se contempla en la figura 2-1,
página 23, y es el proceso del almacenamiento de los mismos bienes, lo cual no da valor añadido. No
se muestra en la imagen porque, a veces, directamente son los puntos de venta autorizados los que
sirven de almacenes para dichos productos. Al ser productos de bajo valor económico y ser
fabricados en masa, estos artículos son susceptibles de ser almacenados varias veces a lo largo de su
flujo de abastecimiento.
Además de que, por tener un valor económico bajo, los procesos de fabricación asignados a ellos no
son nada complejos y no requieren ensambles, ni ningún tipo de logística en medio de su
preparación. Por ello, la totalidad de sus procesos logísticos se realizan justo después de la
fabricación total del artículo. Como se verá más adelante en el presente estado del arte, los productos
mencionados están relacionados con un enfoque de producción llamado Fabricación Contra Stock
(MTS).
Introducción al Estado del Arte
26
Figura 2-3. Ejemplo de la industria del envasado3.
A continuación, se pasa a hablar directamente del caso opuesto al comentado anteriormente. Se trata
de la situación, dentro del abastecimiento, de los productos de bajo valor económico, poco
personalizables y de producción rápida a los artículos diametralmente opuestos, es decir, aquellos
que tienen alto valor económico, lo que conlleva que sean muy personalizables, y, por ende, lentos
en cuanto a su fabricación, y que puede que no sea conveniente tenerlos en inventario pues tienen un
riesgo de obsolescencia alto. Se hace así, el hecho de ir directamente a los extremos en la descripción
de los ejemplos, sin pasar por el punto medio, pues será mejor a la hora de explicar los conceptos
posteriores.
3 Fuente: Imagen obtenida de la web http://www.talcualdigital.com/Nota/122899/85-de-cada-100-venezolanos-rechaza-las-amenazas-del-gobierno-a-la-polar
27 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
2.1.2 Productos de alto valor económico
Cuando se trata de artículos de alto valor económico, es decir, sin ningún tipo de necesidad intrínseca
de adquisición asociada, las circunstancias cambian respecto al caso anterior. Éstos, al tener un valor
económico alto, son altamente personalizables, tienen altos tiempos de producción (lead times) y,
dado su valor, el hecho de tenerlos almacenados resulta muy poco ventajoso: primero porque supone
una cantidad enorme de recursos económicos inmovilizados y, segundo, porque no se puede producir
contra demanda, dado que la variedad es alta, al ser personalizables, y , por ello, las probabilidades
de asignar clientes al artículo en cuestión en el corto o medio plazo son bajas; y, tercero, dada la
segunda razón, porque el riesgo de obsolescencia es alto (Roehrich, et al., 2011).
Por ello, cuando los artículos se vuelven exclusivos, el proceso de venta del artículo ya no se realiza
al final de la cadena de abastecimiento expuesta anteriormente en la figura 2-1 (página 23), sino que
se realiza al inicio, antes incluso de que el fabricante realice la gestión de compras para obtener todos
los recursos que necesita para la fabricación del artículo.
También hay que tener en cuenta que, a diferencia del abastecimiento que se le da al cliente para
artículos de bajo o medio valor económico, en esta ocasión la venta se realiza cuando el cliente
realiza el primer paso (es el cliente el que inicia el contacto empresa- cliente/ cliente-empresa). No
suele haber marketing o publicidad asignada a estos productos.
Dichos productos, adelantándose a lo que se explicará posteriormente, del mismo modo que los
artículos de bajo valor económico, están asociados a la MTS, éstos están asociados al enfoque de
producción opuesto, que es conocido como Fabricación Bajo Pedido (BTO).
Seguidamente, se pasa a hablar del término medio entre los dos artículos que antes hemos discutido y
de cómo se ve influido el abastecimiento en este caso.
Figura 2-4. Ejemplo de lo que puede suponer el mercado de lo exclusivo4.
4 Fuente: Imagen obtenida de la web http://www.bfacemag.es/moda/coches-alta-costura/
Introducción al Estado del Arte
28
2.1.3 Productos de valor económico medio
Antiguamente, los artículos que en este apartado nos compete, seguían un proceso de abastecimiento
que era indistinguible del seguido por los artículos de bajo valor económico. De hecho hay marcas
que, dando igual el tipo de industria a la que pertenezcan, siguen produciendo artículos de valor
económico medio, con un tratamiento muy parecido al de bienes de primera de necesidad (Tomino,
et al., 2009; Stablein & Aoki, 2015).
Sin embargo, en el mercado actual, en el que a los clientes les gusta tener variedad de productos
donde elegir, a la vez que personalizar sus bienes (McCutcheon, et al., 1994) y existen diferencias
entre ellos en cuanto a lo que están dispuestos a esperar para conseguir su producto (Elias, 2002).
Algunos de éstos han pasado de fabricar en masa, es decir, con estándares de diseño de producto
totalmente cerrados, a la fabricación personalizada, es decir que, salvo en partes clave del núcleo del
diseño del artículo, es el cliente el que pone los estándares de fabricación (Holweg & Pil, 2004). De
igual modo, al aumentar el precio del producto, la probabilidad de rotura de stock aumenta, lo que
conlleva que el fabricante tenga que seguir dependiendo de los pronósticos de demanda para
producir.
Dicha situación es el caso de industrias como la automovilística (Brabazon & MacCarthy, 2004;
Brabazon & MacCarthy, 2004), entre otras. Dichas industrias fabrican un tipo de producto los cuales
son un término medio respecto a los citados anteriormente. Ello implica que, aunque tengan un valor
económico medio e, incluso, razonable, su diseño esté cerrado y sea medianamente rentable su
almacenamiento (no tienen excesivo riesgo de obsolescencia), los clientes quieren que dichos
productos tengan una variedad cada vez mayor y sean diseñados a su gusto (personalización).
Dicha situación complica mucho el abastecimiento (Alford, et al., 2000; Fredriksson & Gadde, 2005;
Holweg & Pil, 2004), lo que hace que se tenga que recurrir a un enfoque híbrido y el proceso de
venta se realice al inicio o al final del flujo de abastecimiento, como se puede ver en la estructura de
la figura 2-1, página 23. Uno de los sectores que más se ve afectado por esta situación híbrida y que,
cada vez, recurre más al enfoque antes mencionado es el de la industria automovilística. A fin de
cuentas, un automóvil no deja de ser un artículo que, según la marca, puede ser de precio razonable y
con una necesidad relativamente alta. Por ello, los fabricantes no pueden dejar que sean los clientes
los que dirijan sus producciones.
Lo que se hace en estos casos es lo siguiente: habiendo fabricado y teniendo dicho modelo en
existencia, guardar en almacén un número concreto de unidades de ese producto, como se puede
observar en la siguiente imagen, figura 2-5 (página 29); cuando surge la demanda en un centro de
ventas concreto, el producto, ya fabricado, es enviado para proveer al cliente a la mayor celeridad
posible. En el caso de que no haya dicha existencia, el cliente ha de encargar su producto al
fabricante, como si fuese un artículo totalmente exclusivo. En esta situación, entra en juego la
disposición que tenga el cliente a esperar, lo que le puede conllevar a aceptar el tiempo de
fabricación estipulado o a tener que aceptar un modelo de vehículo parecido.
Por ello, en este tipo de artículos (los de valor económico medio) es donde se llevan a cabo más
negociaciones y regateos entre cliente y fabricante (en función del tiempo de entrega del modelo que
el cliente quiere, se puede negociar el precio del vehículo original o el sustitutivo).
29 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
Figura 2-5. Stock en la industria automovilística5.
Para acabar con este apartado de los supuestos dentro del fenómeno del abastecimiento, se va
explicar, muy por encima, el caso en que el abastecimiento a clientes se ve influido por temas
geográficos debido al tipo de industria o a la situación de una de las empresas principales dentro de
esa industria.
5 Fuente: Imagen obtenida de la web http://www.casaransa.net/casaransa.net/noticias-y-eventos/ransa-espera-que-logstica-automotriz-sea-16-de-sus-ingresos/9
Introducción al Estado del Arte
30
2.1.4 Caso especial: Situación en la que el abastecimiento está muy distribuido y segregado por razones geográficas
Cuando es el tipo de industria la que influye en el abastecimiento y, no el tipo de producto por su
valor económico, no es lo mismo, por ejemplo, proveer, distribuir y/o fabricar bicicletas que aviones
ya que, el avión, tanto por producción como por tamaño, puede no ser construido en su totalidad en
una misma localización y requiere, en medio de su producción, una serie de procesos logísticos de tal
manera que, poco a poco, se vaya facilitando su ensamblaje, como bien aparece en la siguiente
imagen, figura 2-6 (página 30).
Figura 2-6. Diversas partes de un avión son construidas en diversos países6.
A veces dicha situación puede venir provocada por el hecho de que la propia empresa haya
distribuido su producción en varios países (caso de Renault, ver Lim, et al., 2014) o por el hecho de
que la misma empresa esté formado por un conglomerado de subempresas de diferentes países (caso
de Airbus).
A continuación, se procederá a explicar los principales enfoques de producción que las empresas
utilizan para hacer frente al abastecimiento a sus clientes. Hay que destacar que, ya que la mayoría de
la literatura encontrada al respecto del problema del presente TFM trata sobre la aplicación en la
industria automovilística, todo lo que se comente tendrá relación o estará basada en casos de la
misma industria.
6 Fuente: Imagen obtenida de la web http://comunidad.iebschool.com/beltranhidalgo/
31 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
2.2 Tipos de enfoques de producción
Toda vez que se hayan aclarado, a grandes rasgos, los tipos de abastecimientos que hay dentro de la
industria, al menos los más comunes, se pasa a enlazar dichos tipos de abastecimiento de bienes con
los enfoques de fabricación que cada empresa usa para hacer frente a la demanda de sus clientes.
Para empezar, un enfoque (o estrategia) de producción es la manera que tienen los fabricantes de
satisfacer las necesidades de sus clientes. Viene dirigido a la manera que tienen las empresas de
planificar y ejecutar sus producciones y el trato directo que tienen con sus clientes (en qué momento
se les provee, cómo y en qué condiciones).
Antes de pasar a hablar de los distintos enfoques de producción que hay actualmente en la industria
se hablará de dos conceptos relacionados con los mismos enfoques de producción que ayudarán a un
mejor entendimiento. Dichos conceptos son el lead time, el punto de desacoplamiento y las
estrategias de postposición.
2.2.1 Lead Time
Lead time es el tiempo que transcurre desde que se inicia un proceso de producción hasta que se
completa, incluyendo normalmente el tiempo requerido para entregar ese producto al cliente. La
mayoría de la literatura concerniente al lead time está enfocada a la reducción del mismo y de cómo
dicha medida se puede traducir en un aumento de la competitividad en la industria (Suri, 1998; Hopp
& Spearman, s.f.).
2.2.2 Estrategias de postposición
La estrategia de posposición, o simplemente posposición, es una estrategia de negocio que consiste
en maximizar los beneficios y disminuir el riesgo retrasando le personalización (diferenciación) de
un producto hasta el último momento posible (Zinn & Bowersox, 1988). Es decir, se fabrican
pequeñas partes de un producto hasta ese momento totalmente estandarizado, es decir, fabricación
barata, y se mantienen almacenadas hasta que el producto final fruto del ensamble de esas pequeñas
partes tenga asignado un comprador. Sólo cuando se asigna un comprador al producto final, se
termina de fabricar (ensamblar) el mismo.
Dentro de todos los enfoques de fabricación, es el objetivo que todas las empresas buscan cuando
diseñan y preparan sus sistemas de abastecimiento a clientes (van Hoek, 2001; Yang, et al., 2004).
Ello les permite fabricar cuanto puedan sin tener que preocuparse de la exactitud de sus previsiones
de demanda y, cuando se reciben las ordenes de pedido, la capacidad de respuesta al cliente es rápida
pues parte del lead time ya se ha cubierto. El funcionamiento de dicha estrategia se puede ver en la
siguiente imagen, figura 2-7 (página 32).
Introducción al Estado del Arte
32
Figura 2-7. Flujo que se sigue en una estrategia de posposición7.
Diferentes tipos de estrategias de posposición han sido probadas para ver cómo gestionan demandas
diversas en cuando a variedad y personalización (Zinn & Bowersox, 1988; van Hoek, 2001; Yang, et
al., 2004; Graman & Magazine, 2002; Jewkes & Alfa, 2008; Graman, 2009). Un ejemplo exitoso de
posposición – retrasar la diferenciación del producto – es el uso de las denominadas como “cajas
comunes” (“vanilla boxes”) (Swaminathan & Tayur, 1998; Swaminathan & Tayur, 1999). Los
ordenadores semi-terminados se almacenan a la espera de que haya demanda real sobre los
ordenadores ya terminados. Una vez que existe demanda real de los mismos, ya sin ningún tipo de
incertidumbre, las “cajas comunes” son terminadas añadiendo, o quitando según sea el caso,
componentes.
Según indican Swaminathan & Tayur (1998), las tres decisiones interrelacionadas claves a tomar
durante dicha estrategia son: (a) cuántos tipos de ordenadores se van a fabricar; (b) en qué
cantidades; y (c) cómo se finalizarán las producciones con el fin de cumplir con los pedidos
impuestos de la manera más efectiva. A pesar de la simplicidad y eficacia de la estrategia, dicha
concepto es extraordinariamente complicado para ciertos tipos de industrias, en las cuales, tener
inventarios intermedios no resulta nada ventajoso (Elias, 2002; Brabazon & MacCarthy, 2006).
7 Fuente: Imagen obtenida de la web https://www.ibm.com/support/knowledgecenter/en/SS6QYM_9.1.0/com.ibm.help.wms.concepts.doc/c_PostponingItemCreation.html
33 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
2.2.3 Punto de desacoplamiento
El punto de desacoplamiento o postposición (Decoupling Point, DP) es la etapa dentro de todo el
abastecimiento a cliente de un una cadena de producción en la que el artículo final en cuestión pasa
de no estar asignado (no tener dueño) a estar asignado (tener dueño). Como comentan Brun y
Zorzini, 2009, se trata de la etapa de la cadena de producción donde el sistema de abastecimiento
pasa de estar dirigido por la previsión de la demanda (sistema “push”) a estar dirigido por el cliente,
o demanda real (sistema “pull”).
Volviendo con el tema anterior, la estrategia de posposición, lo que marca dicha estrategia es el
hecho de retrasar la asignación del producto al cliente, y, por tanto, su punto de desacoplamiento, lo
máximo posible. Una vez localizado el punto de desacoplamiento en la cadena de producción, es ahí
donde se localizan los stocks de componentes de productos o productos semi-terminados a la espera
de la demanda real por parte del cliente (Partanen & Haapasalo, 2004).
Posteriormente, a medida que se expliquen cada uno de los enfoques de producción que existen se
expondrá la localización de sus respectivos puntos de desacoplamiento y qué concepto respecto al
desacoplamiento sigue cada estrategia de producción.
Una vez aclarados lo conceptos de lead time, estrategia de postposición y punto de desacoplamiento,
se pasa a exponer los enfoques de producción que hay dentro de la industria, distinguiendo por un
lado los enfoques de producción más básicos (Sistemas Básicos), como la Fabricación Contra Stock
(Make-to-stock, MTS), la Fabricación Bajo Pedido (Build-to-order, BTO) y el Ensamblaje Bajo
Pedido (Amend-to-order, ATO), y los enfoques de producción que surgen como evolución de los
anteriores o integración o conjunción de los mismos (Sistemas Avanzados), Sistema Convencional
(conjunción del MTS con el BTO) o la Fabricación Bajo Pedido Virtual (enfoque de producción
objeto de estudio en el presente Trabajo Fin de Máster).
Introducción al Estado del Arte
34
2.3 Enfoques de producción básicos
Los enfoques de producción básicos (sistemas básicos) son aquellos que se caracterizan, entre otras
cosas, por tener su punto de desacoplamiento localizado en un lugar más o menos concreto de la
cadena de producción. Se dice, por ello, que tienen un único punto de desacoplamiento (MacCarthy
& Ovutmen, 2015).
2.3.1 Fabricación Contra Stock
Un enfoque de producción básico, sobre el que se apoyan, en parte, el resto, es la Fabricación Contra
Stock (Make to Stock, MTS) o también llamados sistemas de fabricación “Push”. Consiste en
fabricar artículos haciendo uso (en función) de previsiones de demanda hechas por los departamentos
de planificación de las mismas empresas y teniendo como restricciones la capacidad de
almacenamiento de los fabricantes así como los recursos de material (Parry & Graves, 2008). La
Fabricación Contra Stock va dirigida, como se ha comentado anteriormente, a artículos baratos o
poco personalizables de los cuales sigue siendo rentable mantener stocks relativamente altos de
productos (artículos) y en los que haya poca variedad de producción, lo que por ende implica un
mejor ajuste de la planificación de la producción. Se fabrica de esta manera para que, al ser artículos
de bajo coste, el tiempo de entrega sea mínimo, es decir, su DP está localizado al final de la cadena
de producción pues el cliente coge el producto (se le asigna) ya terminado (FGI).
La principal ventaja de este enfoque de producción consiste en la eliminación de los tiempos de
espera para los clientes, lo que es muy útil cuando los tiempos de producción son altos con respecto a
los requerimientos de los clientes. Por el contrario, las desventajas de la MTS son los altos costes de
inventario, el riesgo de obsolescencia de los productos ya la dependencia en las previsiones de
demanda.
Dicho enfoque de producción está, a su vez, relacionado con el concepto de la Producción en Masa
(concepto popularizado por la Ford Motor Company en las décadas de 1910 y 1920 según Hounshell
(1984) y cuyos orígenes datan de la revolución industrial). Dicho concepto consiste en la producción
de grandes cantidades de productos estandarizados en líneas de producción.
Según Olhager y Prajogo (2011), las empresas que producen según una estrategia de producción
MTS deben potenciar la fabricación Lean (producir minimizando desperdicios) así como la
racionalización de los proveedores (tener los mínimos indispensables que garanticen el nivel de
servicio exigido, a su vez, por la demanda).
35 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
2.3.2 Fabricación Bajo Pedido
Otro de los principales enfoques de fabricación que hay es la Fabricación Bajo Pedido (Build-to-
Order, BTO), la cual consiste en la fabricación de un producto final toda vez que el cliente que lo
solicita haya dado la orden de producción (Roehrich, et al., 2011). Una vez que se haya dado dicha
orden empieza la fabricación del producto, del cual se hace entrega inmediata del mismo al cliente
una vez se produce, sin pasar por inventarios intermedios (Holweg & Pil, 2004; Parry & Graves,
2008). Está pensado para artículos exclusivos que, como se han comentado antes, generalmente son
de alto valor económico y personalizable. En resumidas cuentas, es una estrategia de producción en
la que el cliente el que inicia el contacto y da la orden de producción a la empresa, como se muestra
en la siguiente imagen, figura 2-8 (página 35).
Figura 2-8. Flujos de información y de material que se dan en la BTO8.
El punto de desacoplamiento en la Fabricación Bajo Pedido está localizado al inicio de la línea de
producción, debido a que se inicia la producción toda vez que un cliente confirma una orden. Dicha
enfoque de producción está relacionado con los sistemas de producción “pull”, aquellos en los que la
demanda tira (“pull”) de la producción.
Como comentan Gunasekaran y Ngai (2005), una de las primeras empresas en aplicar
satisfactoriamente el enfoque de fabricación bajo pedido fue la empresa de computadoras/
ordenadores Dell, la cual ganó cuota de mercado mediante la venta de ordenadores personalizados a
través de Internet (usando Internet como vehículo de ventas) (Gunasekaran & Ngai, 2005). Aparte de
Dell, BMW también permite a sus clientes realizar cambios en sus vehículos hasta 6 días antes de la
fecha de ensamblaje (incluyendo cambios en el color, etc.). Según Gunasekaran y Ngai (2005), ésto
permitió a BMW construir/ llevar a cabo más de 550.000 permutaciones en el modelo Z3.
8 Fuente: Imagen obtenida de la web http://sloanreview.mit.edu/article/successful-buildtoorder-strategies-start-with-the-customer/
Introducción al Estado del Arte
36
Figura 2-9. Dell y BMW, ejemplos de exitosa aplicación de la BTO9.
Las ventajas de este enfoque de producción consisten en la eliminación tanto de los costes de
inventario, al no almacenar producto terminado alguno ni generar productos semi-terminados ni
partes de productos, así como la dependencia de los pronósticos de demanda. Por el contrario, las
principales desventajas son los largos tiempos de espera que el cliente tiene que soportar y la
dificultad de programar un tiempo de entrega debido a la composición de las diferentes producciones
así como la organización de los procesos de fabricación. Dichas desventajas, provocan desafíos
operacionales significativos que dificultan la adopción pura de dicho enfoque de producción, sobre
todo, en la industria automovilística (Agrawal, et al., 2001; Holweg & Pil, 2001; Holweg & Pil,
2004; Fredriksson & Gadde, 2005; Brabazon & MacCarthy, 2010).
En algunos artículos, se constata la dificultad de aplicar un enfoque de producción BTO así como de
la realidad de las empresas que lo aplican. Holweg et al., 2005 argumentan que la duración del
proceso de planificación dentro del abastecimiento a clientes en la industria automovilística, la
dependencia en los pronósticos de demanda y el limitado feedback entre proveedores y demanda
restringe severamente la conversión hacia un enfoque de producción BTO enteramente. Stablein et
al. (2011) notaron, en un análisis comparativo y detallado, el alto número de variantes ofertadas por
los diferentes fabricantes, pero también, cómo esto varía entre los fabricantes, modelos y mercados, y
que, en general, son muchas menos variedades las que se acaban produciendo.
A pesar de las desventajas y dificultades mencionadas, la fabricación bajo pedido tiene bastante
aceptación, por ejemplo, en la industria automovilística. Dada la evolución que ha sufrido dicha
industria en los últimos años, teniendo que fabricar cada vez productos/ vehículos más
personalizados (Brabazon & MacCarthy, 201; MacCarthy, et al., 2003), lo que conlleva a tener unas
cadenas de suministros más complejas y costosas (Scavarda, et al., 2010; Stablein, et al., 2011), a
pesar de la ventaja competitiva de tener tanta variedad (Ramdas, 2003). Por ello, los principales
fabricantes se esfuerzan por hacer sus sistemas de producción más flexibles e implementar una
estrategia de fabricación bajo pedido en sus cadenas de suministros (Howard, et al., 2005; Miemczyk
& Holweg, 2004; Volling & Spengler, 2011).
9 Fuente: Imágenes obtenidas de las webs http://www.mindsetcomputerrepairs.com/Desktop-Computers/Dell/Dell-Desktop-Computer-Motherboard-Repair.html y http://www.diariomotor.com/marcas/bmw/ , respectivamente.
37 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
Aparte de lo expuesto, entre la literatura consultada al respecto del enfoque de producción BTO,
destaca la siguiente. Según Olhager y Prajogo (2011), las empresas que producen según una
estrategia de fabricación BTO mejoran sus beneficios económicos así como su nivel de servicio si
centran sus actividad/ objetivos de mejora en la integración logística (permitir el libre flujo de
información dentro de la cadena de suministros entre mayoristas, minoristas, productores a gran
escala y proveedores, lo que facilita el hecho de poder trabajar con una mayor variedad de
productos).
Volling et al. (2013) concluyeron que la planificación de las capacidades de maquinaria y la gestión
de las órdenes de pedido dentro de las empresas que fabrican según un enfoque de producción BTO
son las cuestiones que requieren más atención por parte de la comunidad investigadora. Por último,
Lim et al. (2016) proponen un modelo original de Planificación de Ventas y Operaciones (Sales and
Operations Planning, S&OP), plan de producción táctico que nivela la capacidad de producción con
la volatilidad de la demanda, con el fin de equilibrar lo más posible los objetivos de minimización de
costes dentro de la Cadena de Suministros con la mejora del nivel de servicio dentro de las empresas
que trabajan según un enfoque de Fabricación Bajo Pedido.
2.3.3 Cuándo aplicar un enfoque MTS y cuándo aplicar un enfoque BTO
Dentro de la literatura consultada, cabe destacar la cantidad de artículos que discuten acerca de cómo
debe operar una empresa; si con un enfoque de fabricación contra stock; o si, por el contrario,
haciendo uso de un enfoque de fabricación bajo pedido. Olhager y Prajogo (2011) puntualizan la
importancia que tiene el hecho de identificar con qué tipo de enfoque va a trabajar una empresa:
MTS; o BTO. Dicha identificación es clave a la hora de ver qué tipo de iniciativas se van a potenciar
dentro de una empresa.
Cabe destacar que, viéndolo desde un punto de vista más general y para productos con muchas partes
móviles como ordenadores, motocicletas y vehículos, no tiene, desde el punto de vista de la cadena
de suministros, sentido alguno que un artículo por el hecho de ser fabricado bajo pedido, obligue a
todos los proveedores dentro de su producción a fabricar bajo pedido también, ya que generaría aún
más retrasos en la entrega a cliente. Del mismo modo, dentro de la fabricación de cualquier producto
que sea susceptible de ser fabricado contra stock, tampoco tendría sentido ni económico ni físico que
la totalidad de su producción siguiese un enfoque de Fabricación Contra Stock, ya que llegaría a
generar despilfarros innecesarios e inventarios inadmisibles en ciertas etapas del proceso (Parry &
Graves, 2008).
Introducción al Estado del Arte
38
2.3.4 Ensamblaje bajo pedido
Por último, dentro de los enfoques de producción básicos que se van a comentar en el presente estado
del arte, está el Ensamblaje (o también llamado Montaje) Bajo Pedido. Dicho enfoque de producción
sigue la filosofía de producción de la posposición vista anteriormente. El artículo final es construido
según requerimientos del cliente partiendo de un stock de componentes ya construidos. Esto
requiere, para ello, una arquitectura de producto modular, es decir, una estructura que facilite la
composición del mismo producto en secuencias de menor complejidad. Su punto de
desacoplamiento, como se comentó anteriormente, está justo donde se encuentra el inventario de
componentes dentro de la cadena de producción.
Comentar que todo esto se realiza una vez que el cliente ya ha dado la orden de producción. El
tiempo para ensamblar un producto es nimio, al menos en comparación con el tiempo que es
necesario para crear los diversos componentes si (por ejemplo, para pedir componentes a
proveedores). Los artículos, normalmente, se centran en buscar buenas políticas con respecto a
niveles de inventario y en el impacto de diferentes configuraciones (Hsu, et al., 2006).
Respecto a sus ventajas comentar que, como ya se ha citado anteriormente, supone el enfoque
perfecto según la estrategia de posposición. Permite fabricar contra stock al principio de la cadena de
producción hasta la llegada al punto de desacoplamiento, lo que mejora el grado de utilización de las
líneas de producción, se obtienen niveles de servicio altos (cuando se reciben órdenes de cliente se
ahorra parte del tiempo de fabricación total) y no se tiene que lidiar con pronósticos de demanda
pues, en última instancia, dicho enfoque es conducido por la demanda real.
Otra de las ventajas es que el punto de desacoplamiento lo impone la firma del producto, siempre y
cuando se haya hecho un estudio de los procesos de producción del artículo final y de cómo afecta
esto a la visión del cliente. Como contrapartida, decir que, al igual que se dijo con lo estrategia de
posposición, es extremadamente difícil de llevar a cabo en ciertos tipos de industrias, pues el hecho
de mantener grandes cantidades de inventarios intermedios de partes grandes (industria
automovilística o aeronáutica) no se resulta para nada atractivo (Elias, 2002; Brabazon &
MacCarthy, 2006). Un ejemplo exitoso de cómo aplicar este enfoque de producción lo podemos
encontrar en Dell y en su manera de personalizar ordenadores (Swaminathan & Tayur, 1998;
Swaminathan & Tayur, 1999).
39 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
2.4 Enfoques de producción avanzados
Se conocen como enfoques de producción avanzados (Sistemas avanzados) aquellos en los que el
punto de desacoplamiento se mueve entre más de una posición discreta (más de una posición
predefinida) o en continuo (en posiciones continuas no predeterminadas) a lo largo de la cadena de
producción. Dichos enfoques de producción se considera que, en realidad, tienen varios puntos de
desacoplamiento (MacCarthy & Ovutmen, 2015). Según MacCarthy y Ovutmen (2015),
relativamente pocos artículos han examinado los enfoques de producción avanzados con más de un
punto de desacoplamiento.
Swaminathan y Tayur (1998) describieron un enfoque en el que las órdenes de los clientes son
satisfechas mediante el ensamblaje de productos provenientes de componentes básicos o de
productos semi-terminados. Dentron et al. (2003) analizaron el ejemplo en la industria del acero
donde los clientes pueden ser satisfechos por productos de stock, por productos semi-terminados
hechos mediante previsión o mediante la formalización de una orden de pedido (BTO). Por último,
Meredith y Akinc (2007) describieron y analizaron un contexto manufacturero con altos lead times
en el que la producción se iniciaba mediante previsión de demanda y los productos se modificaban a
lo largo de la cadena de producción, hasta llegar a un punto de imposibilidad de cambio según el tipo
de cambio, para cumplir con las necesidades de los clientes.
2.4.1 Sistema Convencional (Enfoque MTS/ BTO)
El cuarto de los enfoques de producción que se comentan en el presente Estado del Arte es el
conocido como Sistema Convencional (Brabazon & MacCarthy, 2006). Supone la conjunción, que
no sistema híbrido, de los dos enfoques principales de producción y más antiguos, la MTS y la BTO.
El funcionamiento de dicho enfoque es el siguiente: una firma cualquiera fabrica un producto, sea del
tipo que sea, contra stock, es decir, trabajando con un número limitado de modelos dentro de ese
producto. Sin embargo dicho producto final tiene más variedades, las cuales son posibles de ofrecer
al cliente siempre y cuando formalice la orden de pedido. De esta manera el sistema completo de
producción puede fabricar de dos maneras en cada momento, o con un enfoque MTS o bien con un
enfoque BTO.
Dicho enfoque, como comentan Calle et al. (2016), tiene la ventaja de ofrecer un rendimiento más
flexible que los enfoques puramente MTS o BTO gracias a que integra ambos sistemas. Los tiempos
de espera de clientes y los costes de mantenimiento de inventarios están entre los valores obtenidos
por las estrategias BTO y MTS. Por ello, el rendimiento de la estrategia del Sistema Convencional, al
respecto de los tiempos de entrega a cliente y los costes de inventario, está al nivel de actuación de
los enfoques BTO y MTS.
Respecto a la asignación de producto a cliente, dicho enfoque se basa en el concepto de punto de
desacoplamiento no fijado (el punto de desacoplamiento va cambiando su posición, según la
exclusividad o no del artículo final, entre el inicio o el final de la cadena de producción). Como
comentan, en este caso, Calle et al. (2016), el Sistema Convencional está basado en la idea de tener 2
puntos de desacoplamiento fijados. Dicho concepto se puede ver en la siguiente imagen, figura 2-10
(página 40).
Introducción al Estado del Arte
40
Figura 2-10. Estructura de abastecimiento a clientes de un enfoque de fabricación CS10
.
A pesar de las desventajas mencionadas, el Sistema Convencional es un enfoque de producción que
cuenta con una aceptación importante, como es el caso de los fabricantes automovilísticas japoneses
Toyota, Nissan y Mitsubishi (Tomino, et al., 2009).
Comentar que, contrariamente a la descripción dada en la literatura, éste no es un enfoque híbrido
entre la Fabricación Bajo Pedido y la Fabricación Contra Stock, sino una integración entre ambos
para que una empresa cuando no pueda proveer al cliente con un enfoque, lo haga con otro. Pero,
como tal, la fabricación de un artículo final no pasa por ambos enfoques de producción, al contrario
de cómo pasa en el enfoque de producción visto anteriormente Ensamblaje Bajo Pedido. Este último
si es un enfoque híbrido pues todo producto empieza siendo fabricado bajo pedido (sistema “push”,
se fabrica según previsión de demanda) para, una vez que se llega al punto de desacoplamiento,
donde está el inventario principal (en medio de la cadena de producción), el producto se termina de
ensamblar bajo pedido del cliente (sistema “pull”, se fabrica según demanda real).
10 Fuente: Imagen obtenida del artículo Calle M., González-, P. L., Leon, J. M., Pierreval, H., Canca, D., 2016. Integrated management of inventory and production systems based on floating decoupling point and real-time information: A simulation based analysis. Int. J. Production Economics, 181, 48-57.
41 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
2.5 Enfoques de fabricación de cadena de producción abierta
Dadas las limitaciones del sistema convencional, el cual no puede mejorar los niveles de servicio
ofrecidos a cada lado de la cadena de producción que ofrecen por separado los enfoques MTS y BTO
(Calle, et al., 2016), han ido surgiendo un nuevo tipo de enfoques que se han aplicado en la industria
automovilística (Holweg & Pil, 2004; Tomino et al., 2009; Brabazon & MacCarthy, 2010; Lim et al.,
2014; Stablein & Aoki, 2015) pero que tienen aplicación en cualquier tipo de industria que tenga
características parecidas a la anterior (Brabazon & MacCarthy, 2006): gran variedad de vehículos
disponibles; demanda cada vez más asfixiante; tiempos de fabricación altos; e inventarios costosos.
Dichos enfoques de producción son los sistemas de abastecimiento de cadena de producción abierta
(en este caso, la cadena de producción o “pipeline” hace referencia tanto a los vehículos que están
siendo producidos como a aquellos cuya producción está planificada).
En dichos enfoques de producción, la programación del ensamblaje de los vehículos está basada en
la previsión y órdenes reales basadas en los requerimientos expuestos por los clientes para vehículos
específicos (MacCarthy & Ovutmen, 2015). Lo que hace que dichos enfoques de producción
resulten un avance respecto al sistema convencional y el resto de enfoques de producción básicos es
el hecho de que la marca puede satisfacer las necesidades del cliente de varias maneras (Brabazon &
MacCarthy, 2006; MacCarthy & Ovutmen, 2015).
El funcionamiento de dichos enfoques es el siguiente (MacCarthy & Ovutmen, 2015): un cliente que
formaliza una orden de pedido sobre un modelo concreto de vehículo puede ser satisfecho mediante
un vehículo de stock (MTS) (línea discontinua etiquetada con la letra “a”, según aparece en la
siguiente imagen, figura 2-11 (página 41). Si el fabricante no encuentra el vehículo requerido de su
propio stock, puede hacer uso de los vehículos que todavía no tienen asignado dueño dentro de la
cadena de producción, siendo esta alternativa donde radica la diferencia respecto al resto de enfoques
de producción (Brabazon & MacCarthy, 2006), indicado por las flechas etiquetadas como “b”, “c” y
“d” (hace referencia a vehículos que está planificada su producción, o que están siendo producidos).
En este último caso es de donde deben su nombre los enfoques de producción: los vehículos de la
cadena de producción pueden ser asignables a cliente, lo que implica que la cadena de producción
está abierta a cliente.
Figura 2-11. Estructura de los enfoques de producción con pipeline abierto11
.
11 Fuente: Imagen obtenida del artículo MacCarthy, B. L., Ovutmen, T., 2015. Using a central Vehicle Holding Compound (VHC) in an open pipeline automotive order fulfilment system: A simulation study. Int. J. Production Economics 170, 590-601.
Introducción al Estado del Arte
42
Por último, si el vehículo exigido por los clientes no ha podido ser encontrado de alguna de las dos
maneras anteriores, se procede a realizar/ formalizar una orden de pedido para el modelo en concreto
que se requiere (BTO), indicado por la flecha discontinua etiquetada por la letra “e”. Una vez que un
vehículo ha sido asignado a un cliente no puede volver a asignarse a otro cliente.
Dependiendo de cómo opere el sistema, la marca puede satisfacer a su cliente de otra manera que no
aparece ilustrada en la imagen anterior, figura 2-11. La marca puede pedir a fábrica que, antes de
llegar a un cierto proceso de fabricación, se hagan cambios en una determinada especificación de
vehículo para pasar a otra especificación. La capacidad de cambiar dichas especificaciones de un
vehículo y qué grado de especificación dentro del vehículo más tarde o más temprano en la cadena
de producción depende de la flexibilidad de dicha línea de producción. Dichas manera de proveer al
cliente es un tipo de flexibilidad estudiada y contrastada en varios artículos y que presentan ventajas
respecto al nivel de servicio al cliente (Bhargava, et al., 2016; Brabazon & MacCarthy, 2010).
Los enfoques de producción con pipeline abierto permiten múltiples maneras de proveer las
necesidades de los clientes. Sin embargo, han recibido poca atención en la literatura (Brabazon &
MacCarthy, 200; MacCarthy & Ovutmen, 2015; Calle et al., 2016; Calle et al., 2016). Algunos
trabajos se han dedicado al estudio de su rendimiento a nivel teórico como, (Brabazon & MacCarthy,
2006; Brabazon & MacCarthy, 2010; MacCarthy et al., 2013), por citar algunos. Sin embargo, los
sistemas reales son grandes en escala, con muchos factores interactuando y afectando a las políticas
operacionales y al rendimiento/ funcionamiento de los enfoques de producción (MacCarthy &
Ovutmen, 2015). Estudios de simulación a gran escala han sido llevados a cabo con importantes
fabricantes automovilísticos para examinar los efectos de las diferentes políticas de operación en el
rendimiento de la cadena de abastecimiento (Brabazon & MacCarthy, 2010; Ovutmen, 2012).
2.5.1 Fabricación bajo pedido virtual
El enfoque de producción visto anteriormente que integra la Fabricación Bajo Pedido y la
Fabricación Contra Stock, el Sistema Convencional, no termina de ser lo suficientemente bueno para
determinadas industrias, sobre todo la automovilística (Brabazon & MacCarthy, 2006). Para poder
mitigar esta situación, en los últimos años varios fabricantes del sector automovilístico llevan
aplicando un nuevo enfoque de producción (Holweg & Pil, 2004). Dicho enfoque de producción es
conocido como Fabricación Bajo Pedido Virtual (Virtual Build-to-Order, VBTO). Descrito por
Agrawal et al. (2001) como conectar a los clientes “a través de Internet o a través de los
concesionarios de las marcas, al gran, a veces extenso surtido de coches ya en existencia, incluyendo
aquellos que están en concesionarios, en transición, en plena cadena de montaje o programados para
ser producidos” con la esperanza de que “los clientes tengan más posibilidades de encontrar un
vehículo del modelo y color que ellos quieran” supone una nueva vuelta de tuerca a la estrategia de
producción híbrida entre la Fabricación Bajo Pedido y la Fabricación Contra Stock.
El funcionamiento de dicho enfoque de producción es el siguiente, como comentan Brabazon y
MacCarthy (2006). El enfoque de producción básico tiene dos segmentos: un stock de productos
terminados (Finished Goods Inventory, FGI); y un segmento en el que se encuentran todos los
productos que están siendo fabricados o que están en los planes de producción para ser fabricados de
manera inminente, la cadena de producción. Los clientes pueden obtener el modelo que quieren de
tres maneras diferentes: (1) mediante un producto del stock (MTS); (2) mediante la asignación de un
43 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
vehículo que esté en la cadena de producción, bien en producción o bien en planificación; o (3)
mediante la formalización de una orden de pedido (BTO), en cuyo caso, dicha orden pasa a entrar al
inicio de la cadena de producción. Dicha secuencia de abastecimiento se puede observar en la
siguiente imagen, figura 2-12 (página 44).
La principal innovación del enfoque de producción Fabricación Bajo Pedido Virtual, respecto al
Sistema Convencional, es la habilidad de hacer asignables al cliente aquellos vehículos que están en
la cadena de producción (Brabazon & MacCarthy, 2006). Dicho innovación es posible mediante la
utilización de los sistemas de información (information technology, IT). Por esta razón, la
Fabricación Bajo Pedido Virtual está considerada, en los sistemas de abastecimiento a clientes,
dentro de aquellos que se denominan enfoques de producción de cadena de producción abierta (se
pueden a asignar a clientes vehículos/ productos que están todavía en la cadena de producción o en el
plan de producción) (Brabazon & MacCarthy, 2010). La habilidad de asignar un vehículo desde
cualquier parte del sistema de producción, desde el almacén de stock hasta el inicio de la cadena de
producción, la parte de planificación, ha llevado a usar el término “punto de desacoplamiento
flotante” (“floating decoupling point”, FDP) (Brabazon & MacCarthy, 2004).
Figura 2-12. Estructura de la Fabricación Bajo Pedido Virtual12
.
A simple vista, el funcionamiento de la Fabricación Bajo Pedido Virtual parece claro y ofrece
beneficios sobre el Sistema Convencional, el cual sólo permite proveer al cliente mediante productos
terminados del stock (MTS) o mediante órdenes bajo pedido (BTO). Para un vehículo convencional
la cadena de producción puede contener cientos de miles de productos y es intuitivo esperar que la
Fabricación Bajo Pedido Virtual pueda alcanzar el mismo nivel de servicio que el Sistema
Convencional haciendo uso de menores niveles de inventario. Sin embargo, se ha estudiado poco
dicho enfoque de producción como para poder sacar conclusiones (Brabazon & MacCarthy, 2004;
Turner & Williams, 2005).
La literatura consultada al respecto de la Fabricación Bajo Pedido Virtual, principalmente, contiene
estudios sobre la influencia de diversos factores en el rendimiento de dicho sistema. Uno de los
factores discutidos que afectan al rendimiento de la Fabricación Bajo Pedido Virtual es el método de
búsqueda dentro de la cadena de producción. De acuerdo con Brabazon y MacCarthy (2006), hay
dos métodos de búsqueda de vehículo para cliente dentro de la cadena de producción: método “hacia
12 Fuente: Imagen obtenida del artículo Brabazon, P. G., and MacCarthy, B. L., 2006. Fundamental Behaviour of Virtual Build-to-Order Systems. International Journal of Production Economics 104 (2): 514-524.
Introducción al Estado del Arte
44
adelante” (en el sentido de la producción, también llamado método de búsqueda “forwards”) y
método “hacia atrás” (en el sentido contrario al de la producción, también llamado método de
búsqueda “backwards”).
En dicho estudio se constata que el nivel de servicio mejora (se tarda menos en proveer al cliente) y
el nivel de inventario se reduce cuando se hace uso de la búsqueda “hacia atrás”. Un producto, ya
asignado, se mantiene en la cadena de producción hasta que es terminado (llega al final de la cadena
de producción) y, hasta que se va, reduce el número de productos susceptibles de ser asignables en
uno para los clientes posteriores. El tiempo de residencia de un producto asignado, por lógica, es
menor en la búsqueda “hacia atrás” que en la búsqueda “hacia adelante”. Por ello, en comparación
con la búsqueda “hacia adelante”, el método de búsqueda “hacia atrás” conlleva una menor
reducción de vehículos disponibles para cliente lo que aumenta las posibilidades de que el cliente
pueda ser proveído mediante un vehículo de la cadena de producción que por un vehículo bajo
pedido (lo cual implica un tiempo de entrega mayor que en el otro caso).
Otros de los factores discutidos en la literatura que afecta el rendimiento de la Fabricación Bajo
Pedido Virtual es la cantidad de modelos (variedad) de vehículos con los que puede tratar dicho
enfoque. Brabazon y MacCarthy (2006), en un estudio en el que relacionan dicho parámetro con la
longitud de la cadena de producción (sacando el ratio variedad de producto/ longitud de la cadena de
producción), constatan que dicho factor resulta imprescindible para obtener el mejor rendimiento de
la Fabricación Bajo Pedido Virtual respecto al nivel de servicio, niveles de stock y porcentaje de
modelos cubiertos tanto en el stock como en la cadena de producción.
En ese mismo estudio, Brabazon y MacCarthy (2006) afirman que la razón por la cual la Fabricación
Bajo Pedido Virtual obtiene peores resultados en cuanto a niveles de stock y porcentaje de
variedades cubiertas en la cadena de producción (respecto a los tiempos de entrega, aunque de media
la VBTO obtiene peores resultados, el CS es el que registra la mayor cantidad de máximos) se debe
al método de generación de modelos cuando el enfoque produce/ fabrica contra stock, el cual es
aleatorio (lo que conlleva a que cada modelo tiene la misma posibilidad de ser introducido en el plan
de producción). Dicho método genera, con asiduidad, tandas seguidas de productos del mismo
modelo, lo que lleva a una menor cobertura de la variedad de producto (magnitud que mide el
porcentaje respecto al total de modelos cubiertos en la cadena de producción), y, por tanto, a una
mayor proporción de clientes proveídos mediante fabricación bajo pedido. Esto último tiene dos
efectos, aumenta el nivel de inventario con mayor rapidez (el almacén se llena con mucha mayor
rapidez que con la que se vacía) y, al tener que fabricar productos bajo pedido, el tiempo de entrega
medio aumenta.
Dicha situación, que se explicará con más detalle en apartados posteriores, ha sido solventada por
Calle y González-R (2012) con la invención de la Fabricación Bajo Pedido Mejorada (improved
Virtual Build-to-Order, i-VBTO). Dicho enfoque añade al modelo básico de Brabazon y MacCarthy
(2004) una política de control de inventarios a la hora de fabricar contra stock, lo que lleva a una
igualdad entre los niveles de inventario de los distintos modelos. No obstante, se profundizará en este
asunto más adelante.
Otros conceptos de la Fabricación Bajo Pedido Virtual son estudiados y analizados en pos de mejorar
el rendimiento del mismo y de conocer mejor su rendimiento ante diversas situaciones. Uno de esos
conceptos es la Reconfiguración (Brabazon & MacCarthy, 2004; Brabazon & MacCarthy, 2010). La
45 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
reconfiguración es un tipo de flexibilidad dentro del abastecimiento que consiste en el proceso de
cambiar las especificaciones de un producto en cualquier punto dentro de la cadena de producción,
así como del plan de producción.
Concretamente, Brabazon y MacCarthy (2004) estudian cómo afecta la Reconfiguración tanto al
rendimiento (por el tiempo de entrega, nivel de servicio) como a la viabilidad a largo plazo de la
Fabricación Bajo Pedido Virtual (por los costes tanto logísticos como de producción). Dicha
reconfiguración la estudian mediante curvas de coste que van en función de dónde se produce la
reconfiguración del producto (en qué tramo de la cadena de producción). Brabazon y MacCarthy
(2010) también estudian el efecto de la reconfiguración sobre la Fabricación Bajo Pedido Virtual. En
este caso, comparan dicho tipo de flexibilidad (la reconfiguración) con otro tipo de flexibilidad, el
libre intercambio de modelos de una misma marca entre concesionarios.
En este último trabajo, se compararon 5 tipos de reconfiguración (la primera reconfiguración
permitía el cambio en una única característica del vehículo, la segunda en dos y así sucesivamente)
con la posibilidad de intercambio de vehículos entre los concesionarios. Dicho estudio muestra que
ambos tipos de flexibilidades pueden tener beneficios significantes en términos de reducción de los
tiempos de fabricación y niveles de inventario. La cantidad de variedad de producto resulta ser un
factor influyente a la hora de ver el rendimiento de ambas flexibilidades. La reconfiguración de
producción aguas arriba de la cadena de producción resulta tener una influencia mayor que el
intercambio de vehículos de stock entre los concesionarios aguas abajo de la línea de producción. Y,
cuando se tiende a usar ambos mecanismos al mismo tiempo, la reconfiguración de la planificación
tiende a dominar el intercambio entre concesionarios.
Brabazon y MacCarthy (2010) argumentan que una de las razones por las que el intercambio tiene
tan poca influencia sobre los diversos niveles de reconfiguración es el hecho de que no todos los
concesionarios tienen la misma capacidad (uno de los concesionarios ocupa el 57,143 % de la cuota
de mercado del sistema). Por ello, no todos le sacan el mismo rendimiento a dicha flexibilidad. Dicho
estudio termina puntualizando la necesidad que hay de hacer estudios económicos/ de costes de estos
tipos de flexibilidades y subrayando que la conveniencia o no de cada mecanismo depende, en última
instancia, del fabricante.
Posteriormente, MacCarthy et al. (2013) desarrollan una nueva expresión basada en los análisis de
Markov (modelan el sistema en el que simulan el VBTO como un sistema que tiene un número finito
de estados excluyentes, en el que las probabilidades de transición de un estado a otro sólo dependen
del estado actual del sistema) para calcular la proporción de clientes proveídos por fabricación bajo
pedido para cualquier combinación de los parámetros claves del sistema – longitud de la cadena de
producción, variedad de vehículos y nivel inicial de stock.
MacCarthy y Ovutmen (2015) estudian la aplicación de un “recinto de almacenamiento de vehículos
central” (central Vehicle Holding Compound, VHC) en un sistema de abastecimiento a clientes con
la cadena de producción abierta que sigue la misma estructura que la Fabricación Bajo Pedido
Virtual. Dicha aplicación se realiza con de mejorar el nivel de servicio a clientes y agilizar las
gestiones entre concesionarios y la marca. Como resultado, el VHC consigue agilizar los tiempos de
entrega a cliente. Sin embargo, puede incrementar los niveles de stock respecto a la situación inicial
si no se toman las políticas de operación adecuadas.
Introducción al Estado del Arte
46
Posteriormente, la Fabricación Bajo Pedido Virtual ha sido testada en posteriores análisis (Calle &
González-R, 2012; Calle et al., 2016; Calle et al., 2016) comparándola con la Fabricación Bajo
Pedido Virtual mejorada en circunstancias varias. Calle et al. (2016) comparan los enfoques de
producción sin cadena de producción abierta con la Fabricación Bajo Pedido Virtual y con la
Fabricación Bajo Pedido Virtual mejorada.
Seguidamente, Calle et al. (2016) llevaron a cabo posteriores análisis respecto a la comparación de la
Fabricación Bajo Pedido Virtual con su versión mejorada. En dicho análisis prueban ambos enfoque
de producción de cadena de producción abierta en un entorno en el que la demanda sigue una
distribución de Pareto respecto al número de variedades (sólo unos cuantos modelos de vehículos
cubren la mayoría de la demanda).
2.5.2 Alternativas a la Fabricación Bajo Pedido Virtual
Entre las alternativas a la Fabricación Bajo Pedido Virtual se encuentra la Fabricación Bajo Pedido
Virtual Mejorada (Improved Virtual Build to Order, i-VBTO) (Calle & González-R, 2012). Dicho
enfoque de fabricación es igual que su antecesor salvo por el caso/ en el proceso de de planificar o
programar nuevos vehículos dentro del pipeline. En el caso de la Fabricación Bajo Pedido Virtual,
para aquellos artículos que no tienen en cuenta la labor de los concesionarios en la planificación de
los modelos que se programarán en el pipeline (Brabazon & MacCarthy, 2006), la planificación de
los modelos se realiza de manera aleatoria (teniendo todos los modelos las mismas posibilidades de
ser introducidos en el pipeline),
La Fabricación Bajo Pedido Virtual Mejorada, sin embargo, planifica/ programa los siguientes los
modelos de vehículo a entrar en el pipeline no de manera aleatoria, sino mediante una política de
control de inventario que, en función de los vehículos que ya hay en stock, se programan los
siguientes a fabricar que no hayan sido planificados bajo pedido (BTO) (Calle & González-R, 2012).
Esto, se hace así para evitar los problemas que surgen de largas tiradas de vehículos del mismo tipo y
roturas de stock en otros modelos que surgen en la Fabricación Bajo Pedido Virtual (Brabazon &
MacCarthy, 2006), algo que, a fin de cuentas, provoca un desequilibrio/ desajuste entre los modelos
de vehículos en inventario y aumenta los tiempos de entrega a clientes (Brabazon & MacCarthy,
2006).
Dicho enfoque de producción ha sido testado en los últimos años a nivel teórico para ver los posibles
beneficios que puede aportar (Calle & González-R, 2012; Calle et al., 2016; Calle et al., 2016). Calle
y González-R (2012) simularon por primera vez la Fabricación Bajo Pedido Virtual Mejorada en
comparación con la VBTO y el Sistema Convencional. Concluyeron que, aun a pesar de obtener
resultados esperanzadores (la i-VBTO mejoró, en función de la variedad de producto, los niveles de
stock y tiempos de entrega obtenidos por la VBTO y el CS), se debían realizar más estudios con el
fin de llevar propiamente dicho enfoque de producción a la práctica.
Posteriormente, como se comentó en el apartado anterior, Calle et al. (2016) llevaron a cabo una
simulación en la que compararon los enfoques de producción con pipeline abierto VBTO y i-VBTO
con el enfoque de producción CS (sin pipeline abierto). Dicha simulación concluyó que los enfoques
47 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
de producción con pipeline abierto ven muy mermado su rendimiento, en comparación con el
Sistema Convencional, cuando no se puede proveer a dichos enfoques con las herramientas de
informáticas necesarias, la tecnología de la información (Information Technology, IT), para la
comunicación entre los extremos de la cadena de producción. Cuando dicha herramienta está
operativa, como en el caso del artículo anterior, la Fabricación Bajo Pedido Virtual Mejorada
muestras mejores niveles que el resto de sus competidores en marco de los indicadores mencionados
en los anteriores artículos.
Por último, respecto a la Fabricación Bajo Pedido Virtual Mejorada, Calle et al. (2016) llevaron a
cabo un último ensayo simulando la Fabricación Bajo Pedido Virtual Mejorada, en comparación con
la VBTO, en un entorno en el que unos pocos de modelos de vehículos cubren la mayoría de la
demanda del mercado, es decir, siguiendo una distribución de Pareto (distribución estadística por la
cual se dice que el 20% de los productos de una firma, son requeridos por el 80% de la demanda). En
dicha simulación la Fabricación Bajo Pedido Virtual Mejorada mejoró los resultados obtenidos por la
VBTO.
Por otro lado, dentro de las alternativas de los enfoques de producción que existen respecto al
VBTO, MacCarthy y Ovutmen (2015) examinaron el impacto de añadir un Recinto de
Almacenamiento de Vehículos central (central Vehicle Holding Compound, VHC) sobre un enfoque
de producción con pipeline abierto. En dicho estudio se concluyó que el hecho de añadir un VHC
tiene efectos significativos en el nivel de uso de cada uno de los mecanismos de abastecimiento por
separado del enfoque de producción y del sistema en su conjunto, dado que, aunque su introducción
supone una reducción importante en los lead time a cliente (tiempos de abastecimiento y entrega),
también puede incrementar el nivel de stock total si no se determinan adecuadamente las políticas de
operación para dicho dispositivo.
Introducción al Estado del Arte
48
2.6 Sistemas de producción
Se empezará hablando del concepto de producción en general; qué es, para qué sirve y cómo se lleva
a cabo. Dicha parte se centrará en lo que viene siendo conocido como fabricación discreta de
artículos finales y de cómo varía ésta en función de los artículos que tenga que producir y de la
demanda que tenga que satisfacer (sistemas de producción). Seguidamente, se dispondrá a hablar de
los Sistemas de Control y Planificación de la Producción (Planning Production and Control, PPC).
Explicar dichas herramientas será necesario para entender la literatura consultada al respecto de los
sistemas de fabricación.
Posteriormente, se describirán los tipos de sistemas de producción clasificándolos en función de su
layout en planta (cómo están organizadas las máquinas de manera que el flujo de material que se
lleva a cabo para producir es el óptimo según una serie de requerimientos). Para continuar, se
expondrán los tres sistemas de producción principales que son la fabricación Job-Shop, la fabricación
Flow-Shop y la fabricación celular (Cellular Manufacturing, CM).
No obstante, antes se mencionará, brevemente, un concepto relacionado con los sistemas de
producción necesarios para entender lo siguiente al respecto de la literatura encontrada con respecto a
los sistemas de producción Job-Shop. Dicho concepto, son los Sistemas de Control y Planificación
de la Producción (Planning Production and Control, PPC).
2.6.1 Sistemas de Control y Planificación de la Producción (PPC)
Los planificadores y controladores de la producción son herramientas cruciales para cumplir con la,
cada vez más, exigente demanda de los clientes y con las expectativas en el altamente competitivo
clima de producción actual (Stevenson, et al., 2005). Según Stevenson et al. (2005), entre las
funciones típicas de un sistema de Planificación y Control de la Producción se incluyen la
planificación de requerimientos de material, gestión de la demanda/ planificación de la demanda,
gestión/ planificación de la capacidad de producción y de la programación y secuenciación de las
etapas de fabricación. Los objetivos clave de tales funciones incluyen la reducción del trabajo en
proceso (Work in Progress, WIP), la minimización de los tiempos de proceso en los talleres (Shop
Floor Throughput Times, SFTT) así como de los lead times, bajar los costes de inventario, mejorar la
respuesta ante la variabilidad de la demanda y ajustar mejor los tiempos de entrega. Estos objetivos
son importantes, y elegir el PPC correcto es, por ello, una decisión estratégica importante (Stevenson,
et al., 2005).
49 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
2.7 Concepto de Fabricación (Producción Discreta)
Se entiende por fabricación la creación de productos o artículos los cuales son creados a partir de
unas materias primas previamente obtenidas y siguiendo unas etapas o procesos. Dentro de la
Fabricación hay diferentes tipos de sistemas producción (conjunto de maquinarias así como de los
trabajadores que las controlan y supervisan, las/ los cuales forman flujo por el que ha de pasar las
materias primas con la finalidad de que estas últimas se conviertan en el producto final) en función
del tipo de producto que fabrican y de qué tipo de demanda han de hacer frente. Dentro de estas
últimas características se puede hacer una clasificación bien por la gama de productos, grado de
personalización, o por cómo están organizadas o agrupadas las máquinas para llevar a cabo la
producción. En dicho Estado del Arte, se clasificará a los sistemas de producción en función a la
agrupación de la maquinaria La clasificación de los sistemas de producción en función de la
agrupación de las máquinas (distribución en planta) es la siguiente:
2.7.1 Fabricación mediante JOB-SHOP
Los sistemas de producción Job-Shop (Talleres de trabajo) son sistemas de producción altamente
flexibles en términos de la variedad de productos que pueden llegar a absorber, porque la
localización de las máquinas no depende de los requerimientos de productos. La maquinaria y otros
recursos son agrupados de acuerdo a la naturaleza de los procesos, y los productos viajan libremente
de recurso en recurso como así se necesite (Dinis-Carvalho, et al., 2013). Según Dinis-Carvalho et al.
(2013), dichos sistemas están siempre preparados para producir cualquier producto, siempre y
cuando los recursos tecnológicos existentes estén disponibles y puedan proveer las necesidades
procesales de las materias primas.
Típicamente, los sistemas de producción Job-Shop son sistemas en los que se agrupa a máquinas del
mismo tipo en secciones funcionales con el objetivo de fabricar el rango completo de productos
demandado por el mercado. Cada sección funcional incluye más de una máquina, ocurriendo el
“pooling synergy effect” (Suresh, 1998). Por ello, cada sección funcional ejecuta un tipo de proceso
de transformación o función (por ejemplo, mecanizado, torneado o laminado) (figura 2-13, página
50) en la totalidad del proceso de producción. Por esta razón, el layout Job-Shop ha sido considerado
el más adecuado (por su flexibilidad) a la hora de lidiar con los cambios de demanda y las grandes
variedades de producción.
Un layout Job-Shop también tiene aspectos menos positivos, como los largos tiempos de
procesamiento (Throughput Time) y baja productividad. Dichos problemas son consecuencia de la
alta complejidad del flujo de producción (opuesto o cruzado), como se muestra en la siguiente
imagen (figura 2-14, página 51) y altos niveles de trabajo en proceso (Work-In-Process, WIP),
debido a la necesidad de realizar lotes y por la generación de colas. Los sistemas de producción Job-
Shop son, normalmente, conocidos por usar los recursos de maquinaria adecuadamente, gracias al
“pooling effect” referido anteriormente. Sin embargo, hoy en día, es más importante producir los
productos que quiere el cliente, en las cantidades exactas y en el momento que se requiere
(Producción Lean y contexto Just-In-Time), antes que hacer un buen uso de la utilidad de las
máquinas (Womack, et al., 1990).
Introducción al Estado del Arte
50
A pesar de ser excelentes en producir alta variedad de productos, el layout Job-Shop es muy débil en
lo que ha productividad se refiere, nivel de trabajo en proceso (Work-In-Process, WIP) y tiempo de
proceso (Throughput Time) (Heizer & Render, 2013) así como difícil de secuenciar y programar la
producción en su layout (Baker). Dichas desventajas implican tener dificultades a la hora de cumplir
con los requerimientos de los clientes (Niehues et al., 2012; Sheikh, 2003).
Figura 2-13. Layout Job-Shop, en que las unidades productivas son agrupadas13
.
A pesar de todo, la literatura más tradicional dedicada a la gestión de operaciones afirma que los
sistemas de producción Job-Shop son la solución más apropiada para la producción que requiere una
gran variedad de artículos finales (Heizer & Render, 2013; Phillips, 1997; Hitomi, 1997). Uno de los
métodos vistos en la literatura que hay para compensar los problemas que presenta la Fabricación
Job-Shop es, como se comentó antes, la aplicación de los PPC (Production and Planning Control).
Entre ellos se encuentra el Control de la Fabricación orientado al WIP descentralizado (Decentralized
WIP-oriented manufacturing control, DEWIP) (Loedding, et al., 2003) que, al ser descentralizado,
resulta más flexible que otros PPC. Por otro lado, se encuentra el Liberador de Órdenes orientado a la
carga de producción (Load-Oriented Order Release) propuesto por Betche (1998), el cual, tiene la
ventaja la equilibrar las cargas de fabricación a lo largo de toda la producción.
13 Imagen obtenida de la web http://www.whatissixsigma.net/job-shop-manufacturing/
51 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
Figura 2-14. Estructura de un sistema de producción Job-Shop14
.
Hoy en día los sistemas de Planificación y Control de la Producción precisan de una información en
tiempo real para poder dirigir adecuadamente los sistemas de producción Job-Shop, los cuales cada
vez tienen que lidiar con mayores variedades de productos. Dicha información no es posible tenerla
en el instante adecuado dada la falta de transparencia lo que provoca que en rangos bajos se tomen
decisiones importantes de manera precipitada por no poder estimar el impacto en la producción
(Niehues, et al., 2012). Por esta razón, Niehues et al. (2012) sugirieron un nuevo enfoque en el
control de la producción Job-Shop basada en la adaptación permanente del plan de producción a la
situación actual
Posteriormente, Niehues et al. (2016) propusieron el método de la cuenta de recursos (Resource
Accounts Method), un método de regulación del control de la producción, es decir, un PPC, diseñado
específicamente para los requerimientos típicos de los sistemas de producción Job-Shop, el cual
combina tanto la adaptabilidad del control de producción descentralizado visto antes (DEWIP,
Loedding et al., 2003) como el equilibrio de cargas del PPC de (Betche, 1998).
14 Imagen obtenida de la web http://www.allaboutlean.com/not-fifo-part1/jobshop/
Introducción al Estado del Arte
52
2.7.2 Fabricación mediante FLOW-SHOP
Los sistemas de producción Flow-Shop, fabricación de flujo continuo, están diseñados para producir
un producto particular (sus layout están diseñados para una producción orientada a producto) (Dinis-
Carvalho, et al., 2013). Como Dinis-Carvalho et al. (2013) comentan, las máquinas están organizadas
en una secuencia lineal una al lado de la otra (correspondiente con la secuencia del producto), como
la que se puede observar en la siguiente imagen, figura 2-15 (página 52), y las máquinas suelen estar
conectadas mediante transportes, lo que garantiza un flujo de producto/ producción continuo y
directo.
Las máquinas y/o los equipos son complementarios en sus respectivas funciones de procesamiento, y
aseguran la totalidad de las operaciones necesarias. La totalidad del layout de los sistemas de
producción Flow-Shop está diseñado para optimizar (minimizar) los tiempos de procesamiento/
fabricación (throughput time). Esto último permite altos niveles de producción y calidad, gracias a la
completa atención por parte de la línea en un producto particular (Dinis-Carvalho, et al., 2013). La
principal desventaja de los sistemas de producción basados en un layout Flow-Shop es la poca
flexibilidad de su configuración de fabricación, lo que constituye un gran problema cuando se
producen cambios en la demanda (Dinis-Carvalho, et al., 2013).
Figura 2-15. Layout seguido por un sistema de producción Flow-Shop15
.
15 Imagen obtenida de la web http://www.mdcegypt.com/Pages/Operation%20Management/Production%20And%20Operation%20Management/Facility%20Layout/Group%20Technology/Process%20choice%20and%20production%20layout1.asp
53 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
2.7.3 Fabricación Celular
La Fabricación Celular (Cellular Manufacturing, CM) es una forma de producción que agrupa las
máquinas, herramientas, trabajadores y materias primas, es decir, la totalidad de la(s) unidad(es) de
producción, en células de producción (Gaither, et al., 1990). Cada célula produce una familia de
partes similares, con todas los productos de la familia teniendo casi las mismas características y el
mismo tratamiento, al respecto de formatos de maquinas y flujo de producción. Se considera un
sistema de fabricación hibrido a la Fabricación Job-Shop y la Fabricación Flow-Shop, las cuales son
opuestas. Su layout se caracteriza por un diseño de línea de producción forma de U, como el que se
muestra en la siguiente imagen, figura 2-16 (página 53). Se hace de esta manera para permitir una
mejor visualización por parte de los trabajadores/ técnicos de la línea de producción.
Figura 2-16. Flujo de material seguido por un sistema de Fabricación Celular16
.
Los conceptos importantes asociados a la fabricación celular son el flujo y la cercanía en términos
de espacio, tiempo e información (Hyer & Brown, 1999). Estos factores juegan un papel clave en el
contexto de este trabajo, dado que son las principales razones para la considerable mejora que se
obtiene de aplicar las células de producción.
A nivel operacional, las mejoras de aplicar dicho sistema de producción son las siguientes (Gaither,
et al., 1990):
- Reducción de trabajo en proceso (Work in Process, WIP) y, en consecuencia, de los tiempos de
proceso (throughput times).
- Incremento de la productividad.
- Incremento de la calidad de los productos así como de los procesos.
- Reducción de la cantidad de espacio requerido en planta.
- Reducción del absentismo.
- Simplificación de la gestión.
16 Imagen obtenida de la web http://blog.gotopac.com/2012/04/24/cellular-manufacturing/
Introducción al Estado del Arte
54
Como parte de la completa (casi completa) producción dentro de la célula, la distancia que las
materias primas o productos semi-terminados tienen viajar entre unidades de producción decrece
(dada la proximidad entre máquinas) y con ello el transporte necesario. Aparte de estos beneficios,
otras mejoras, intangibles, se alcanzan como una mayor involucración, motivación, compromiso y
responsabilidad por parte del trabajador en las células de operación, lo que incrementa la calidad del
producto y reduce costes (Shayan & Sobhanallahi, 2002; Olorunniwo & Sharma, 2002; Bhat, 2008).
La Fabricación Celular (CM) no es lo mismo que la Tecnología de Grupos (GT); la GT puede incluir
la CM, pero la GT es un concepto mucho más amplio (Gaither, et al., 1990). Un concepto básico de
la GT es un sistema codificado parcialmente que facilita cosas como la estandarización de artículos,
planificación de la producción, estimación de costes, compra de materias primas y CM (Hyer &
Wemmerlöv, 2002). Los talleres (shops) pueden adoptar CM y no GT, y viceversa.
La mayoría de la literatura consultada trata sobre la aplicación de la fabricación celular a entornos
productivos en los que, anteriormente, se fabricaba mediante un sistema de producción Job-Shop
(Gaither et al., 1990; Dinis-Carvalho, et al., 2013). Dinis-Carvalho et al. (2013), concretamente,
describen el proceso de convertir una fábrica de de producción de marcos para cuadros y fotografías
que trabaja bajo un sistema de producción Job-Shop en una fábrica que manufactura mediante un
enfoque de fabricación celular. Sin, por ello, perder flexibilidad, aseguran que dicha fábrica es capaz,
de una mejor y más efectiva manera, de hacer frente a los requerimientos del mercado y, a la vez,
incrementar la productividad de las unidades de producción. Mediante la implementación de células
de trabajo flexibles obtienen resultados notables que mejoran los obtenidos con por la anterior
configuración de producción.
Por otro lado, mediante un ejemplo teórico, Gaither et al. (1990) explican cómo implementar la
fabricación celular sobre un entorno que previamente trabaje mediante un sistema de producción
Job-Shop (la situación de cambio de un entorno de trabajo más habitual). A pesar de enumerar el
gran número de ventajas que se dan al pasar de un entorno Job-Shop a un entorno de Fabricación
Celular, enfatizan las posibles desventajas de hacer dicho cambio haciendo mención a que no todo
taller es susceptible de aplicársele la Fabricación Celular y que, después de todo, los sistemas de
producción Job-Shop, a pesar de su baja productividad, son la única posibilidad/ alternativa de ciertas
industrias. Por ello, Gaither et al. (1990) alertan de la necesidad de hacer estudios minuciosos tanto
de las plantas como de los artículos finales en cuestión antes de emplazarlos en un entorno de
producción de Fabricación Celular.
55 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
3 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
l problema objeto de análisis del presente Trabajo de Fin de Máster consiste en el estudio de
viabilidad de un enfoque de Fabricación Bajo Pedido Virtual sobre un entorno de trabajo Job-
Shop. Por un lado, el modelo de Fabricación Bajo Pedido Virtual aplicado a la resolución de
este problema es el enfoque básico propuesto por Brabazon y MacCarthy (2006). Siguiendo las
indicaciones de la bibliografía consultada, en dicho enfoque de fabricación, se dará prioridad para dar
satisfacción a un cliente con los productos almacenados en inventario, primer método de
abastecimiento. Se empezará priorizando aquellos productos que llevan más tiempo en inventario,
por lo que se aplicará una metodología FIFO (First In, First Out).
Si en el primer caso no se encontrasen productos compatibles con los requerimientos demandados
por el cliente, se pasaría a una búsqueda de productos en el sistema de producción, segundo método
de abastecimiento. En este caso, se llevará a cabo una búsqueda “backwards” (Brabazon &
MacCarthy, 2006), empezando la búsqueda de un posible producto para el cliente por el final del
sistema de producción, cuando los productos estén más cerca de ser terminados. Si, finalmente,
tampoco se encuentra un emparejamiento mediante este segundo recurso de búsqueda, se optará por
programar la fabricación del producto concreto que demanda el cliente, tercer método de
abastecimiento.
Por otro lado, el entorno de fabricación Job-Shop propuesto para el estudio consiste en un entorno de
producción sin un cuello de botella explícito. Dicho entorno de producción tiene una estructura de 6
estaciones de trabajo, todas con una única máquina que puede producir 20 referencias distintas de
producto a fabricar, a excepción de la célula de producción 1, la cual, tiene dos máquinas con el
mismo grado de intercambiabilidad. Cada referencia requiere, para su fabricación, el paso por
distintas células de producción, teniendo cada ruta de producción la misma probabilidad de que
suceda. A continuación, en la tabla 3-1, se muestran las rutas que deben de seguir cada referencia de
producto por las células de producción para su completa fabricación.
Los tiempos entre llegadas de pedidos por parte de los clientes y de órdenes de fabricación que se
formalicen en la cadena de producción serán iguales y serán impuestos con el fin de obtener valores
enteros de la utilización media de las máquinas, es decir, se impondrá un tiempo entre llegadas tanto
para los pedidos como para las órdenes de fabricación de tal manera que se consiga un 60, 70 y 80%
de utilización de las máquinas. Los tiempos de procesamiento de las máquinas, sin embargo, serán
similares para todas las situaciones estudiadas y seguirán una distribución truncada Erlang de media
1 unidad de tiempo y constante k igual a 2 teniendo un valor máximo dichos tiempos de
procesamiento de 4 unidades de tiempo. Los tiempos de set up se asumen como parte de los tiempos
de procesamiento y no se considera tiempo de transporte alguno entre las células.
Las fechas de vencimiento de entrega de productos a clientes se contarán desde el momento en el que
llega un pedido por parte del cliente. A partir de ahí, dichas fechas de vencimiento se considerán a
tiempo o retrasadas según el siguiente intervalo impuesto. Dicho intervalo tendrá como valor mínimo
el tiempo de producción máximo para un producto que tenga que pasar por 6 estaciones de trabajo
más una holgura, 30 unidades de tiempo. El valor máximo del intervalo dependerá de una variable
aleatoria cuyo valor máximo será impuesto con el fin de hacer que entre el 5% y el 20% de los
pedidos abastecidos por cada método lleguen al cliente con retraso. Si el tiempo de abastecimiento
E
DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
56
está dentro de ese intervalo se dará por satisfecho a tiempo al cliente. En caso de estar fuera del
intervalo se considerará abastecido al cliente con retraso.
La metodología FIFO también se aplica a los productos en construcción del paso de una estación a
otra, cogiendo siempre aquellas unidades de producción que llevan más tiempo en los bufferes
internos de las máquinas de cada célula.
Artículo/ referencia Ruta del artículo por las estaciones
1 (4,1)
2 (4,1,6,5)
3 (3,4,6,5)
4 (4)
5 (4,3,6,5,1)
6 (1)
7 (4,1,2,5,3)
8 (2,3,6)
9 (2,6,1,3)
10 (6,2,3)
11 (3,1,5,4,6,2)
12 (2,5,4)
13 (2,6)
14 (1,3,2,6)
15 (2,5,4,6,1,3)
16 (4,2,5,6,1)
17 (5)
18 (2,3,5,4)
19 (1,3,5)
20 (2,4,6,1,5,3)
Tabla 3–1. Referencias a fabricar y ruta de fabricación por las mismas por las estaciones.
57 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
Hay que comentar que, para la realización del modelo de simulación secundario, el que implementa
el Sistema Convencional sobre dicho entorno de producción Job-Shop, se aplicarán las mismas
directrices que en el caso de la Fabricación Bajo Pedido Virtual, en cuanto a tiempos de
procesamiento, plazos de entrega. Al no tener este segundo enfoque de producción abastecimiento
por sistema de producción, las directrices asociadas a este recurso de asignación al cliente no se
tienen en cuenta.
Para terminar, hay que notar que no se consideran entregas de pedidos por inventario por retraso,
pues se entiende que las entregas por inventario son instantáneas.
4 MODELO DE SIMULACIÓN
n el presente apartado, se mostrará y explicará el modelo de simulación, diseñado en el
programa Arena, que se ha utilizado para llevar a cabo la resolución práctica del presente
Trabajo Fin de Máster. Dicho modelo consta de 4 partes bien diferenciadas, todas ellas
conectadas para estudiar la viabilidad de un enfoque de producción de Fabricación Bajo Pedido
Virtual sobre un entorno (sistema) de producción Job-Shop. Como ya se ha explicado en el anterior
capítulo “Descripción del Problema”, se simulará un taller de producción que constará de 6
estaciones de trabajo y que trabaja con 20 referencias distintas de productos, las cuales siguen
enrutamientos diferentes por las distintas células de producción.
Al final del capítulo, en el subapartado 4.5, se explicará brevemente, pues es una modificación del
modelo principal (Fabricación Bajo Pedido Virtual), el modelo en el que se simula la
implementación del Sistema Convencional sobre el mismo entorno Job-Shop detallado
anteriormente. Hay que notar que todo lo referente a tasas de llegada entre entidades se puntualizará
en el capítulo 5.
Las 4 partes que forman el modelo de simulación en Arena que aplican el enfoque de producción
Fabricación Bajo Pedido Virtual se muestran a continuación en las figuras 4-1, 4-2, 4-3 y 4-4. Una
vez que se enumeren todos los bloques se procederá a explicar los mismos de manera detallada. El
primer bloque del modelo que se muestra, siguiendo el orden de creación de entidades en la
simulación, es el bloque de generación y fabricación de entidades “producto”. Se comienza por este
bloque porque la simulación está programada de manera que, cuando se empiece a generar el otro
conjunto de entidades, que son las entidades “cliente”, ya haya entidades “producto” que hayan sido
fabricadas o que, directamente, estén en el módulo de simulación que hace las veces de inventario.
Como se muestra en la figura 4-1, este primer bloque de generación, fabricación y posterior
transporte de las entidades “producto” tiene 3 partes bien diferenciadas. La primera consiste en crear,
categorizar y, en función de condicionantes que se mostrarán más adelante, decidir si la entidad
“producto” que entre será fabricada “contra stock” o “bajo pedido”. Seguidamente, se procede a
fabricar la entidad “producto” haciéndola pasar, en función del enrutamiento que debe seguir, por las
distintas células de producción. Por último, para acabar con este bloque, se procede a dirigir la
entidad “producto”, que se fabrica en un determinado momento, en función de si tiene o no asignado
un cliente y de si ha sido fabricada o no bajo pedido. Si no ha sido asignada pasa a ser introducida en
el módulo de almacenamiento “Inventario”. Si ya ha sido asignada a cliente dicha entidad
“producto”, entonces pasa a ser entregada a cliente pasando por los módulos de enrutamiento “Ruta
Entrega Vehiculos X”, siendo la variable X= BTO ó Pipeline en función de si la asignación de la
entidad “producto” a cliente a tenida lugar antes o durante su fabricación.
E
MODELO DE SIMULACIÓN
60
Figura 4-1. Bloque de generación y gestión de entidades “producto”.
Siguiendo con los diferentes bloques que forman el modelo de simulación en Arena, se procede a
mostrar y a explicar mínimamente el siguiente bloque, el de generación de entidades “cliente” y
asignación de productos. Como en el anterior bloque, éste también se procederá a explicarlo más
detalladamente una vez que se hayan mostrado todos los bloques. Este segundo bloque se muestra en
la siguiente imagen, figura 4-2. Como se puede apreciar en la imagen mencionada, se observan dos
partes diferenciadas en dicho bloque: la parte superior, donde hay cinco módulos amarillos claros y
dos rosas, que es la que se encarga de crear las entidades “cliente”, caracterizar y buscar, en el
módulo de almacenamiento (hold) llamado “Inventario”, una entidad “producto” que, según unos
condicionantes que se explicarán más adelante, case con el modelo de la entidad “cliente” en
cuestión. Se hace así, buscando primero en el inventario, para respetar el orden de prioridad de los
sistemas de abastecimiento dado en los inicios de la Fabricación Bajo Pedido Virtual (Brabazon &
MacCarthy, 2006).
Si la búsqueda resulta fructífera, la entidad “cliente” seguirá su camino por la parte superior de
módulos amarillos y se realizará la entrega a cliente desde el abastecimiento por inventario. En caso
contrario, pasará a los módulos inferiores para hacer una búsqueda de entidades “producto” según el
modelo de vehículo que la entidad “cliente” quiera. En función del modelo demandado por la entidad
“cliente”, dicha entidad seguirá una ruta de búsqueda u otra.
Figura 4-2. Bloque de generación y gestión de entidades “cliente”.
61 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
Como se ha mencionado en el párrafo anterior, si en el módulo que hace las veces de inventario no se
encuentra una entidad “producto” que, según condiciones que se verán más adelante, sea del mismo
modelo que la requerida por la entidad “cliente” que pasa en ese momento por el sistema, se procede
a realizar una búsqueda por el “pipeline” o cadena de producción. A partir de aquí, en función del
modelo demandado, la entidad “cliente” será llevada a una ruta de búsqueda u otra, similar a la que
aparece en la siguiente imagen, figura 4-3, para poder simular con total viabilidad la llamada
búsqueda “Backwards” (Brabazon & MacCarthy, 2006). Se muestra, en este caso, una de las rutas
más sencillas y cortas (modelo 4, que sólo tiene un paso por una célula, la 4), pero existen 19 rutas
más.
Figura 4-3. Bloque de búsqueda de entidades “producto” por la cadena de producción.
Para terminar con los bloques principales, se muestra el otro conjunto de bloques que son los de
entrega de entidades “producto”, posterior emparejamiento con entidades “cliente” y estudio de si
dicha entidad “cliente” ha sido satisfecha a tiempo o no. En total, hay 3 módulos como el que se
muestra a continuación, figura 4-4. Uno por cada método de abastecimiento a clientes (por
inventario, por “pipeline” o bajo pedido). Se muestra, en este caso, en la figura 4-4, el bloque de
entrega de vehículos a clientes mediante BTO, el cual difiere del resto por tener un módulo adicional
que genera una cola para copiar ciertos aspectos de la entidad “cliente” que resultarán importantes
para la fabricación de la entidad “producto” bajo pedido.
Figura 4-4. Bloque de emparejamiento de entidades y medición de tiempos de entrega.
Una vez que se han explicado a grandes rasgos los cuatro grandes bloques que componen el modelo
de simulación en Arena de la Fabricación Bajo Pedido Virtual sobre un sistema de fabricación
(entorno de producción) Job-Shop, se pasa a explicar de forma más detallada la función de cada
módulo, tanto en su bloque como en el conjunto del modelo. Se usará el mismo orden utilizado para
mostrar los bloques principales, es decir, empezando por la creación, caracterización y producción de
las entidades “producto”. Seguidamente, se explicará la creación de entidades “cliente” con su
correspondiente caracterización y posterior búsqueda de entidad “producto” que la satisfaga en el
módulo “Inventario”. Se continuará mostrando los conjuntos de búsqueda de entidades “producto”
en el “pipeline”. Y, por último, se explicarán los conjuntos de módulos en los que las entidades
“cliente” y “producto” se emparejan y se verificará si la entidad “cliente” en cuestión ha sido
satisfecha a tiempo o no.
MODELO DE SIMULACIÓN
62
4.1 Bloque de generación y gestión de entidades “producto”
El bloque de generación de vehículos comienza con la generación y posterior caracterización de la
entidad “producto”, como se puede observar en la siguiente imagen, figura 4-5. Posteriormente, se
muestra cómo se cumplimentan ambos módulos, figuras 4-6 y 4-7.
Figura 4-5. Módulos de creación y asignación de atributos a las entidades “producto”.
Figura 4-6. Programación del módulo de creación representado en imagen anterior (figura 21).
Figura 4-7. Programación del módulo de asignación “Caracterizacion producto”.
63 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
La creación de productos comienza con la generación de la entidad “producto” mediante un módulo
de creación (Create) llamado “Creacion productos”, en el cual se definen las entidades “producto”
que pasarán por todo el modelo, a la vez que se definen los tiempos entre llegadas de productos así
como el número de entidades que se crean por generación, el número de generaciones y el instante
en que se genera la primera creación de productos. Respecto a las tasas de creación, hay que decir
que se impondrán según lo que se indique en el capítulo 5. Hay que destacar que las últimas tres
opciones del módulo “create” se dejan por defecto, es decir, se genera una entidad por cada creación,
se generan infinitas creaciones durante la simulación del modelo y se empiezan a crear entidades
“producto” desde el momento en el que se empieza a simular (figura 4-6).
Con respecto al módulo de asignación (Assign) llamado “Caracterizacion productos” de la figura 4-
5, como se muestra en la imagen anterior, figura 4-7, se declaran los siguientes atributos y variables
asociados a las entidades “producto” dándoseles, seguidamente, un valor, a priori, inicial. El atributo
“modelo” sirve para especificar el tipo de producto que es la referencia que se va a fabricar y que, en
principio, se le da el valor 0 (a dicho atributo se le da un valor, posteriormente, entre 1 y 20 cuando
se decide si se va construir el producto bajo pedido o por planificación, contra stock).
El siguiente atributo de la entidad “producto” que se declara es el atributo “asignado”. Dicho atributo
toma el valor cero si no tiene asignación a un cliente, el valor uno si dicha entidad “producto” ha sido
creada bajo pedido en cuyo caso el producto tendría asignación desde antes de que entre en el
proceso de producción, y valor dos, si el producto es asignado durante el proceso de producción, es
decir, si ha sido encontrado por el “pipeline” o cadena de producción. Si, cuando termine el proceso
de fabricación, el atributo asignado sigue siendo cero, la entidad “producto” en cuestión pasará al
módulo de almacenamiento que hace las veces de inventario, módulo “Inventario”.
Seguidamente, se declara la variable “num_ productos” la cual tiene el único propósito de ir
actualizando, por sí sola, cada vez que surge una nueva entidad “producto”, el valor del siguiente
atributo que se declara, que es “num_ producto”. Este último atributo servirá para emparejar, dentro
de las colas de entidades de los módulos de emparejamiento, que hay en la entrega de productos
tanto por inventario como por “pipeline”, a las entidades “producto” con las entidades “cliente”. Por
último, se declara el atributo “num_orden”. Dicho atributo se usa en el caso de asignar productos
mediante fabricación bajo pedido (BTO) teniendo un cometido igual al del atributo “num_
producto” (el atributo “num_ producto” sólo se usa en caso de abastecer a clientes con productos del
“pipeline” o del inventario. Hay que decir que, al atributo “num_orden” se le da un valor inicial de
cero, pues, más adelante, se le asignará el valor “num_orden” del cliente al que ha sido asignada
dicha entidad “producto” en su momento.
Una vez que se hayan declarado los atributos y variables de la entidad “producto” se pasa por
decidir, en función de ciertos condicionantes, si el producto será fabricado bajo pedido o según
planificación. Como se puede apreciar en la imagen siguiente, figura 4-8, una vez creada la entidad
“producto” y declarados sus atributos y variables, se coloca un módulo de decisión (Decide) llamado
“Pedidos BTO no servidos?” para cotejar si es necesario o no fabricar productos bajo pedido o no.
Como se indica en la figura 4-9, la condición que se debe de cumplir para que se fabrique una
entidad “producto” bajo pedido es que, en cierta cola (Pedidos BTO no procesados.Queue), de la que
se hablará posteriormente, pues el módulo en cuestión pertenece al bloque de generación y gestión de
entidades “cliente”, haya entidades en cola, lo cual indica que hay pedidos pendientes. En ese caso,
se procede a fabricar entidades “producto” bajo pedido para, así, vaciar la cola y abastecer a los
clientes con la máxima celeridad posible.
MODELO DE SIMULACIÓN
64
Figura 4-8. Bifurcación para decidir cómo será construidala entidad “producto”.
Figura 4-9. Condición impuesta en el módulo de decisión anterior (Figura 4-8).
Cuando la condición impuesta en el módulo de decisión resulta verdadera (True) y se ha decidido
fabricar bajo pedido se pasa a terminar de caracterizar la entidad “producto” fabricada bajo pedido
mediante otro bloque de asignación, este último llamado “Caracterizacion producto BTO”, como se
puede apreciar en la anterior imagen, figura 4-8. En la siguiente tabla 4-1, para una mejor visión de
las declaraciones de atributos y variables y sus posteriores asignaciones de valor, se muestran las
asignaciones hechas en el módulo de asignación llamado “Caracterizacion producto BTO”. En dicho
módulo, el atributo “modelo”, antes igualado a cero, pasa a tener un valor entre 1 y 20 que es el
mismo que el valor del atributo “tipo” asociado a la entidad “cliente” y que indica el tipo o modelo
que el cliente quiere. Todo ello lo realiza el módulo haciendo uso de la función AQUE (Nombre
cola, Rango/ Posición/ Índice, Identificador del atributo) vista en el manual de Arena User’s Guide
en el que se indica que la función “devuelve el valor actual de un atributo de la entidad especificada
y almacenada en una determinada posición de una cola”, como aparece en la tabla 3-1.
Atributo/
Variable
Nombre Valor
Atributo modelo AQUE(Pedidos BTO no
procesados.Queue,1,NSYM(modelo))
Atributo asignado 1
Atributo num_orden AQUE(Pedidos BTO no
procesados.Queue,1,NSYM(num_orden))
Atributo Entity.Secuence Secuencia(modelo)
Tabla 4–1. Asignaciones hechas en el módulo “Caracterizacion producto BTO”.
65 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
Seguidamente, se le asigna el valor uno al atributo “asignado”, anteriormente declarado e inicializado
a cero, el cual indicará, una vez terminado el proceso de fabricación del producto, que debe de ir a la
zona de entrega de productos asignados por BTO. Se le asigna también, de la misma manera que al
atributo “asignado”, un nuevo valor al atributo “num_orden”, el mismo valor del atributo
“num_orden” de la entidad “cliente”, el cual servirá para emparejar al final del modelo de simulación
al cliente con su producto. Dicha asignación de valor se realiza, también, haciendo uso de la función
AQUE (…).
Para finalizar con la asignación de valores a atributos y variables en una entidad “producto”
fabricada bajo pedido, se declara un último tipo de atributo asociado a la entidad llamada
“Entity.Secuence”, es decir, una secuencia que es un atributo asociada a la entidad en cuestión, como
se puede ver en la figura 4-10.
Figura 4-10. Declaración del atributo “Entity.Secuence” asociado a la entidad “producto”.
Los valores asociados a la llamada “Entity.Secuence” dependen de un vector de variables de
dimensión 20 que, a su vez, dependen de los valores obtenidos por el atributo “modelo” para elegir
una secuencia u otra, como se muestra en la figura explicativa 4-11.
Figura 4-11. Relación la variable “Secuencia” y el atributo “Entity.Secuence”.
MODELO DE SIMULACIÓN
66
Hay que decir que, se declara el atributo secuencia asociado a la entidad “producto” para que, en
función del atributo modelo que salga, la entidad “producto”, a la hora de ser procesada, no tenga
que generarse una ruta de proceso para cada tipo de entidad, sino que, de manera más sencilla, la
entidad sigue una secuencia marcada por los módulos “Station” que se verán a continuación.
Como se muestra en la imagen anterior, se genera, inicialmente, la variable “Secuencia” como un
vector de 20 celdas de dimensión para, según los valores del atributo “modelo”, se pueda llamar,
para una determinada entidad “producto”, a una determinada secuencia que hará pasar a la entidad
“producto” por un conjunto de módulos según vaya avanzando por los módulos “Route” y “Station”
(los primeros harán pasar a la entidad por los segundos en función de los pasos que se hayan dado a
la hora de definir la secuencia, pero en dicha secuencia sólo se declaran los nombres de los módulos
“Station”).
Por ejemplo, como se vió en el capítulo anterior (“Descripción del problema objeto de estudio”), la
entidad “producto” cuyo atributo “modelo” sea el 1 tendrá que pasar, según se vió en la tabla 3-1, por
las células 4 y 1 antes de dejar la cadena de producción. Como se ve en la imagen explicativa
anterior, figura 4-11, el atributo “modelo” se corresponde con el mismo valor de una cierta casilla de
la variable “Secuencia”, de manera que al atributo “modelo” igual a 1 le corresponde la variable
“secuencia” igual 1, etc., y según cierto valor de la variable “secuencia” le corresponde,
consecuentemente, una secuencia determinada (los números de las secuencias no siguen el orden
1,2,3,… porque, al haber más de 10 y regirse, principalmente, por el valor del primer dígito se tiene
que poner del 10 al 29, correspondiendo el 10 al 1, el 11 al 2, etc).
Una vez terminado con la asignación de atributos, variables y secuencias asociadas a aquellas
entidades productos que se ha decidido que serán fabricadas bajo pedido, se pasa por un módulo de
señalización (Signal) llamado “Lanzamiento pedido BTO”. El cometido de dicho módulo es el de
dar una señal (signal) de un valor determinado, impuesto por el usuario, a todos los módulos de
almacenamiento que estén programados como “wait for signal” (“esperando señal”). Posteriormente,
en función de cómo estén programados, nuevamente, dichos módulos de almacenamiento deberán
liberar a una o varias entidades que permanecen en sus colas si el valor que reciben del módulo de
señalización es aquel para el cual están programados para actuar. Hay que decir que los módulos de
almacenamiento en cuestión están, normalmente, en otro flujo de entidades diferente al del módulo
de señalización.
Precisamente, es eso lo que se busca hacer con dicho módulo de señalización llamado “Lanzamiento
pedido BTO”. En el módulo de asignación anterior, “Caracterizacion producto BTO”, se han
obtenido datos concretos de la entidad “cliente”, que se emparejará con la entidad “producto” que
pasa en ese momento, gracias a que está localizada y mantenida en una cola. Para poder liberar a
dicha entidad “cliente” de esa cola y que prosiga su camino hasta ser emparejada con la entidad
“producto” pertinente, dicha entidad “producto” pasa por el módulo de señalización “Lanzamiento
pedido BTO”. Dicho módulo no es necesario programarlo ya que, manda una señal igual a 1, por
defecto, a todos los módulos de almacenamiento que estén a la espera de una señal (“wait for
signal”) y estén programados para liberar una entidad (o las que sean) cuando reciban un cierto valor
de señal. Como, en la totalidad del modelo de simulación sólo hay un único módulo de
almacenamiento con esas características, se dejan los valores por defecto.
67 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
Dado que ya se explicado la asignación de atributos, variables y secuencias asociadas a aquellas
entidades “producto” que se ha decidido que serán fabricadas bajo pedido con el paso mencionado,
también, por el módulo de señalización, se pasa ahora a explicar el otro lado de la bifurcación que se
muestra en la figura 4-8, es decir, la asignación de elementos de la entidad “producto” cuando el
producto va a ser fabricado según previsión de la demanda (por planificación). Como se observa en
la imagen antes mencionada, figura 4-8, cuando la condición del módulo decisión no se cumple
(“False”) se pasa por otro módulo de asignación, éste llamado “Caracterizacion producto no BTO”.
La asignación de valores para los atributos y declaración de secuencias es exactamente igual que en
el módulo de asignación “Caracterizacion producto BTO”. A continuación, se expone la tabla 4-2,
simplemente para mostrar los valores que toman los atributos y la secuencia de las entidades
“producto” que pasan por dicho módulo de asignación.
Atributo/ Variable Nombre Valor
Atributo modelo Disc(1/20,1,2/20,2,3/20,3,…
18/20,19/20,19,1,20)
Atributo Entity.secuence Secuencia(modelo)
Tabla 4–2. Asignaciones hechas en el módulo “Caracterizacion producto BTO”.
A diferencia de lo que se aplica en la Fabricación Bajo Pedido Virtual Mejorada (Calle & González-
R, 2012; Calle et al., 2016; Calle et al., 2016) en este caso no se hace una medición de cuántas
variantes de modelos de productos hay en el inventario. En el módulo de asignación
“Caracterización producto no BTO”, anteriormente mencionado, se le da a la entidad “producto” un
valor a su atributo “modelo” sin importar las cantidades de modelos ya existentes en el módulo de
almacenamiento que simula un inventario. Como se ve en la tabla anterior, tabla 4-2, se le asigna al
atributo “modulo” de la entidad “producto”, que vaya a ser fabricada por planificación, un valor
teniendo la misma probabilidad de que salga el modelo dede el 1 al 20. Posteriormente, y de la
misma manera que en el caso de entidades “producto” que se fabricaban bajo pedido, se asigna una
secuencia de producción en función del valor de del atributo “modelo” de la entidad “producto”.
Una vez concluida la toma de decisiónes por parte del sistema de si se fabricará la entidad
“producto” que recorre en ese momento el flujo bajo pedido o contra stock y se les asignen
pertinentemente los valores a sus atributos y variables, dicha entidad “producto” se introduce en un
módulo de enrutamiento (Route) denominado “Inicio de Job_Shop” donde, en función de la
secuencia que tenga que seguir, dado su atributo “modelo”, se redirigirá a las distintas estaciones
(módulos Station) correspondientes. Como se muestra en la figura 4-12, la programación de este
módulo de enrutamiento requiere únicamente indicarle en “destination type” (módulo “station” al
que tiene que llevar la entidad en cuestión) que todo va por secuencia (“by sequence”).
MODELO DE SIMULACIÓN
68
Figura 4-12. Programación del módulo de enrutamiento “Inicio de Job_Shop”.
Una vez que la entidad “producto” entra, gracias al módulo de enrutamiento “Inicio Job_Shop”, va
pasando por las diferentes estaciones de trabajo modeladas en Arena como módulos de
procesamiento (Process) llamados “Estacion de trabajo 1, 2, 3,…, etc.” estando cada una de las seis
células rodeadas por una estación llamada “Inicio Celula 1, 2, 3,…, etc.” y por un módulo de
enrutamiento llamado “Final Celula 1, 2, 3,…, etc.”. En total, son 6 conjuntos de tres módulos como
el que se muestra en la figura 4-13. Las estaciones (módulos) no requieren ser programadas, sólo es
cuestión de denominarlas correctamente cuando se declaren los pasos a seguir por cada una de las
secuencias, como se puede observar en la figura 4-14. En el caso de los módulos de enrutamiento,
como en el caso anterior, simplemente hay que indicar que van “por secuencia”.
Figura 4-13. Células de trabajo de la cadena de producción.
Figura 4-14. Programación de módulos “station” dentro de la cadena de producción.
69 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
En el caso de los módulos de procesamiento “Estacion de trabajo 1,…, 6”, la programación es algo
más compleja. Al querer simular maquinaria que, una vez usada para un proceso en una entidad
“producto”, quede liberada cuando se termine ese proceso y pueda ser utilizada para las entidades
siguientes se programa la lógica del módulo como “seize delay release” (coger, retrasar y liberar) y,
seguidamente, se declaran los recursos que se usarán como máquinas (máquina 1,..., 7) declarando
tantas máquinas como tengan las estaciones de trabajo. Como se comentó en el capítulo anterior
(“Descripción del Problema”), todas las estaciones de trabajo tienen una única máquina menos la
estación de trabajo 1, la cual tiene dos, como se puede apreciar en la figura 4-15. Hay que indicar
que, cuando se declara un recurso, el valor de “quantity” (cantidad) indica el número de recursos que
son necesarios para llevar a cabo el proceso. Por ello, este valor es uno en este modelo. Como
también se comentó en el capítulo anterior, los tiempos de procesamiento de todas las estaciones de
trabajo siguen una distribución Erlang de media exponencial μ=1 unidad de tiempo, parámetro k=2 y
un máximo de 4 horas.
Figura 4-15. Programación de módulos de procesamiento que simulan a las células de trabajo.
Cuando una entidad “producto”, dependiendo de su atributo “modelo”, termina de pasar por todas las
células por las que ha de pasar hasta completar su fabricación, es enviada a la estación (módulo
“station”) “Final Job_Shop” (el módulo “station” en el que terminan todas las secuencias). Al igual
que en las anteriores estaciones, no requiere programación alguna, más allá de ser declarada cuando
se indican los pasos de una secuencia.
Figura 4-16. Parte final del bloque de gestión de entidades “producto”.
MODELO DE SIMULACIÓN
70
La parte final del bloque del modelo de simulación que gestiona las entidades “producto” es la que se
muestra en la figura 4-16. Una vez que la entidad “producto” ha sido fabricada habiendo pasado por
todas las células de trabajo que por tipo de modelo le corresponden, se consulta el valor del atributo
“asignado” mediante el módulo de decisión “Asignacion?”, como se muestra en la figura 4-17.
Dicho atributo, como se comentó en la página 63, tiene el valor 0 por defecto. En caso de que la
entidad “producto” se fabrique bajo pedido su valor será 1. Y el valor del atributo “asignado” será 2
(todavía no se ha visto ese caso pues a dicho atributo no se le da este valor en este bloque, sino en el
bloque que gestiona entidades “cliente”) si la entidad “producto” ha sido encontrada sin ser asignada
(valor 0) dentro de alguna célula de producción. En este caso, por tanto, la entidad “producto” en
cuestión ha sido asignada cuando pasaba por el “pipeline”, o cadena de producción, y será abastecida
de la manera programada.
Figura 4-17. Condiciones a cumplir dentro del módulo de decisión “Asignacion?”
Como se ha podido observar en la imagen anterior, figura 4-17, en función del valor que el atributo
“asignado” de la entidad “producto” tenga, se dirige a un sitio u otro, siendo enviada la entidad a
través de los módulos de enrutamiento “Ruta Entrega Productos BTO” y “Ruta Entrega Productos
Pipeline” a las partes del bloque de gestión clientes que manejan las entregas bien por BTO, bien por
“pipeline” (cadena de producción). La codificación de los siguientes módulos de enrutamiento es
diferente a los anteriores, puesto que estos últimos tienen que enviar las entidades a las mismas
estaciones siempre. Por ello, en esta ocasión, ambos módulos de enrutamiento se programan
poniendo como destino el nombre de la estación adonde deben ir siempre dirigidas las entidades
“producto”, como se muestra en la figura 4-18.
Figura 4-18. Codificación del módulo de enrutamiento “Ruta Entrega Productos BTO”.
71 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
Como se muestra en una de las imágenes anteriores, figura 4-17, se ponen dos condiciones a cumplir
en el anterior módulo “Decide”. Si el atributo “asignado” tiene valor igual a 1 irá a la zona de entrega
de entidades “producto” fabricadas bajo pedido. Si el atributo “asignado” tiene valor igual 2 irá, en
este caso, a la zona de entrega de productos que han sido asignados a clientes en medio de la cadena
de producción. Al ser el valor por defecto de dicho atributo igual a 0, si dicho atributo no tiene
ninguno de los dos valores mostrados en la figura 4-17, necesariamente tiene que seguir con el valor
0, por defecto, lo cual indica que no ha sido asignado, por lo que a través de la salida “false” irá al
módulo de retención (Hold) “Inventario”. Dicho módulo, siendo programado como “infinite hold”,
mantendrá a las entidades “producto” dentro de sí mismo hasta que, con un módulo de recogida
(Remove), se vayan liberando las entidades “producto” cuando convenga y el módulo “Inventario”
se vacíe.
Antes de terminar con la explicación de este bloque del modelo de simulación que gestiona las
entidades “producto”, hay que comentar que, como se puede apreciar, no se ha puesto ningún límite
al número de entidades en cola tanto a los módulos de procesamiento (Estaciones de trabajo 1,…, 6)
como a la cola que se genera en el módulo de retención “Inventario” (al estar programado como
“infinite hold” genera una cola que puede ser entendida como el nivel de inventario en ese
momento).
A continuación, al igual que se acaba de hacer con el bloque del modelo de simulación que se
encarga de generar y gestionar las entidades “producto”, se procederá a explicar con mayor detalle el
bloque que se encarga de crear y gestionar las entidades “cliente” del mencionado modelo de
simulación en Arena.
MODELO DE SIMULACIÓN
72
4.2 Bloque de generación y gestión de entidades “cliente”
Al igual que ocurría con el bloque anterior cuando se generaban y caracterizaban las entidades
“producto”, el bloque de generación y gestión de entidades “cliente” empieza de una manera muy
parecida, como se puede observar en la figura 4-19. Sin embargo, en esta ocasión, siendo la
declaración y asignación de variables del módulo de asignación “Caracterización cliente” más
extensa. Como se puede observar en la figura 4-20, no hay mayor diferencia en el módulo de
generación de entidades de un bloque a otro, con la excepción de que en el módulo de creación
“Llegada clientes” interesa que se empiecen a generar entidades a partir de un cierto momento,
cuando ya hayan salido las primeras unidades de productos (entidades “producto”) de la cadena de
producción y estén en inventario. De ahí que se empiecen a crear entidades clientes a partir de la hora
100 de simulación (First creation: 100).
Figura 4-19. Módulos de creación y asignación de atributos y valores de las entidades “cliente”.
Figura 4-20. Caracterización del módulo de creación de entidades “cliente”.
Con respecto al módulo de asignación “Caracterizacion cliente”, dicho módulo es ligeramente más
complejo que el módulo “Caracterizacion producto” del bloque anterior, en el sentido de que
contiene más atributos a declarar, como se puede observar en la tabla 4-3. Empezando por aquello
que cambia poco o nada con respecto al módulo homólogo en el bloque de generación y gestión de
entidades “producto” (módulo “Caracterizacion producto”), hay que decir que, del mismo modo que
las entidades “producto” tenían su variable “num_productos”, la cual servía para ir actualizando el
valor del atributo “num_producto”, las entidades “cliente” tienen una variable llamada
“num_clientes” que esencialmente hace lo mismo, siendo el atributo “num_orden” el análogo del
atributo “num_producto” pero para entidades “cliente”. Dicho atributo es de gran utilidad a la hora
de emparejar entidades “cliente” con aquellas entidades “producto” que han sido fabricadas bajo
pedido.
73 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
Atributo/
Variable
Nombre Valor
Atributo due_date 0
Atributo tiempo de creacion TNOW
Atributo tiempo de entrega 0
Atributo Modelo
Disc(1/20,1,2/20,2,3/20,3,…
18/20,18,19/20,19,1,20)
Variable num_clientes num_clientes+1
Atributo num_orden num_clientes
Atributo Posición 0
Atributo num_coche 0
Tabla 4–3. Asignaciones hechas en el módulo “Caracterizacion cliente”.
Otra de las cosas que no cambia cuando se trata de asignar atributos y secuencias entre entidades
“producto” y entidades “cliente” es el atributo “num_producto”. El atributo “num_producto”, en este
caso, es igual que el atributo del mismo nombre asociado con las entidades “producto”, con la
salvedad de que el valor de dicho atributo lo indica una variable asociada a la entidad “producto”.
Por ello, en esta situación, el atributo en cuestión es inicializado a 0. Como en el anterior caso, este
atributo cumple la misma función que es la garantizar el emparejamiento correcto entre ambos tipos
de entidades cuando los productos no sean fabricados bajo pedido. A consecuencia de esto, el valor
real de dicho atributo no es asignado ahora sino en los sucesivos módulos de asignación que se dan
cada vez que, tanto en el inventario como en la cadena de producción, se encuentra un producto que
case con las exigencias del cliente y que no esté asignado. Dichos módulos de asignación se
nombraran más adelante.
En el caso del atributo “modelo”, no es exactamente la misma asignación que se hace en el módulo
“Caracterizacion producto” (en el cual se le da un valor inicial 0), sino al del módulo de asignación
“Caracterizacion producto no BTO”. Como se ve en la página 60, en este último módulo de
asignación, se le da al atributo “modelo” un valor en función de una distribución uniformemente
discreta que va desde el 1 al 20 (todas las referencias del Job-Shop) con igual probabilidad de que
salga un valor u otro. En el caso del módulo “Caracterizacion cliente”, se le asigna un valor al
atributo “modelo” de la misma manera.
Una vez que hemos concluido con la declaración y asignación de valores de atributos y variables de
entidades “cliente”, se pasa ahora a explicar aquellos atributos que sólo son característicos de las
entidades “cliente”, y, por tanto, sus declaraciones y asignaciones de valores no se han visto
anteriormente con las entidades “producto”. Para poder cuantificar cuántos pedidos son entregados a
tiempo y cuántos no, se declaran las siguientes variables: “due_date”, las cuales miden el tiempo
que ha tardado el sistema en complacer a la entidad “cliente” con el producto que demandaba y que,
a priori, toma el valor 0; “tiempo de creacion”, la cual toma el valor del tiempo de creación de la
MODELO DE SIMULACIÓN
74
entidad gracias a la función TNOW; y, por último, “tiempo de entrega” que, como su nombre indica,
tomará el valor de tiempo en el momento en que la entidad “cliente” haya sido satisfecha por lo que,
en este paso, toma, momentáneamente, el valor 0.
La función de los atributos “tiempo de creacion” y “tiempo de entrega” es la que, mediante la
diferencia entre ambos (“tiempo de entrega” – “tiempo de creacion” al ser necesariamente el primero
mayor que el segundo), obiene el valor del atributo “due_date” una vez que la entidad “cliente” haya
sido satisfecha con la entidad “producto” demandada. Para terminar con este parte del módulo
“Caracterizacion cliente”, hay que decir que se declara un último atributo más llamado “posicion”.
Dicho atributo tiene el único cometido de guardar, si el sistema encuentra entidad “producto” en
módulo “Inventario” que tenga el mismo valor de atributo “modelo” ,que la entidad “cliente” que
pasa en ese momento, la posición de la entidad “producto” dentro de la cola del módulo de retención
“Inventario”. Dicho atributo será de utilidad cuando, en caso de encontrar producto en inventario, se
pase por el módulo de recogida “Extraer en Inventario”.
Una vez terminada la declaración de atributos y variables de las entidades cliente y sus posteriores
asignaciones de valores, se pasa a la parte que busca, dentro del módulo “Inventario”, si hay
entidades “producto” que casen con los requerimientos exigidos por la entidad “cliente” que pasa en
ese momento por el sistema y, en caso de búsqueda exitosa, extrae la entidad “producto” en cuestión
y la prepara para emparejarla con su entidad “cliente” asignada. Dicha parte del bloque de gestión de
entidades “cliente” es la que se observa en la siguiente figura 4-21.
Figura 4-21. Busqueda de vehículos en inventario y emparejamiento con clientes.
En esta parte, la entidad “cliente” sigue hasta un módulo de búsqueda (“Search”) llamado “Busqueda
en inventario”, como se observa en la figura 4-21. El motivo de dicho módulo es el de encontrar,
dentro de una cola que se indique, si hay una entidad dentro de esa cola que cumpla la condición que
se imponga. Si no se encuentra entidad alguna que cumpla con la condición impuesta, la entidad
“cliente” saldrá por el flujo inferior derecho que indica “No encontrado” (Not Found). Si, por el
contrario, la búsqueda resulta exitosa, la entidad que cruza el módulo saldrá por el flujo derecho
central y el sistema devolverá en la variable interna J la posición en cola de la primera entidad que
cumpla la condición.
Dicho módulo de búsqueda se rellena como aparece en la figura 4-22. Como se aprecia en la imagen
mencionada, hay que indicar la cola que se debe inspeccionar en ese momento, que es la del módulo
“Inventario” (Inventario.Queue) y debe recorrerse la totalidad de la cola (Inventario) desde el inicio,
1, hasta el final de la cola, NQ (Inventario.Queue), devolviendo la función NQ (Nombre de la cola)
el largo actual de la cola en cuestión. Una vez impuestas las características de la cola a inspeccionar,
hay que poner la condición que debe cumplir la entidad de la propia cola. La condición debe permitir
75 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
que si se cumple, debe devolver la dirección en cola de la primera entidad “producto” que tenga el
mismo atributo “modelo” que la entidad “cliente” que atraviese en ese momento el módulo de
búsqueda “Busqueda en Inventario”. Para poder llamar al atributo “modelo” de la entidad “cliente”
no basta con poner el nombre del atributo. Como se ve en la figura 4-22, la totalidad del módulo está
en función de la cola “Inventario.Queue” por lo que si se pone “modelo”, como en realidad aparece
en este caso, no se refiere a un atributo de la entidad “cliente” sino de la entidad “producto” que está
siendo investigada en ese momento.
Por ello, el primer miembro de la condición, el cual es el valor numérico del atributo “modelo” que
en ese momento pasa por el módulo, se obtiene como en la figura 4-22, devolviendo la función
A(…) el valor actual de un atributo de la entidad especificada, cuyas entradas son el Identificador del
Atributo y el de la entidad. Dichas entradas a la función A (…) se obtienen haciendo uso de la
función NSYM (Nombre Atributo) e “ident” las cuales devuelven el identificador de un atributo y/o
variable y el identificador de la entidad que pasa en ese momento por el módulo que lo llama. El
segundo miembro de la condición, como aparece en la figura 4-22, es modelo (atributo). Al estar
todo el módulo en función de la cola “Inventario.Queue” si se pone el nombre de un atributo sin
ningún distintivo más, hace referencia al atributo modelo de cada una de las entidades que hay en esa
cola. En resumen, el atributo “modelo” que aparece en el segundo miembro de la condición de
búsqueda pertenece a las entidades “producto” de la cola “Inventario.Queue”.
Figura 4-22. Codificación del módulo de búsqueda en el Inventario.
En el caso de que la búsqueda en el módulo “Búsqueda en Inventario” resulte fructífera, será
necesario tanto obtener el valor número, en ese momento, de la variable interna J así como el atributo
“num_producto” de la entidad “producto” que cumple la condición a fin de facilitar su extracción del
inventario así como el posterior emparejamiento entre entidad “cliente” y entidad “producto”. La
obtención del valor de la variable interna J es especialmente importante pues el valor de dicha
variable cambia con cada nuevo paso de las entidades por los módulos que afecten a dicha variable.
Además, dicha valor de la variable J es necesario para obtener el atributo “num_ producto” de la
entidad “producto” en cuestión. En el módulo siguiente de asignación “Localizacion en Inventario”
se llevan a cabo estas asignaciones de valores, como se ve en la tabla 4-4.
MODELO DE SIMULACIÓN
76
Atributo/
Variable
Nombre Valor
Atributo posicion J
Atributo num_producto AQUE(Inventario.Queue,posicion,NSYM(num_producto))
Tabla 4–4. Asignaciones hechas en el módulo “Localizacion en Inventario”.
Hay que decir que la asignación de valores de ambos atributos no tiene mayor complicación. En el
caso del atributo “posicion” es simplemente darle como nuevo valor “J”. En el caso del atributo
“num_producto” es igual al caso ya explicado en la página 64, donde al atributo “modelo” de la
entidad “producto” que va a ser fabricado bajo pedido se le da el mismo valor numérico que al
atributo “modelo” de la entidad “cliente”. En este caso, es a la inversa, es decir, el atributo “num_
producto” de la entidad “cliente” recibe el valor del mismo atributo pero de la entidad “producto”
almacenada en el rango “posición” de la cola “Inventario.Queue”.
Una vez obtenidos los datos necesarios de la primera entidad “producto” del módulo “Inventario”
que cumple la condición impuesta en el módulo de búsqueda anterior, se procede a coger la entidad
“producto” en cuestión haciendo uso de un módulo de recogida llamado “Extraer de Inventario”.
Como se ve en una de las imágenes anteriores, figura 4-21, dicho módulo tiene dos flujos de salida,
“original” y “removed”. El primero de ellos es por donde sale la entidad original que entró en el
módulo (entidad “cliente”). El segundo de ellos es por donde sale la entidad extraída (“removed”), es
decir, la entidad “producto” cogida del inventario. La programación del módulo de extracción se
muestra en la figura 4-23, en la que simplemente se indica el nombre de la cola donde se debe de
coger la entidad en cuestión, en este caso, cola “Inventario.Queue”, y el rango, o posición, de la
entidad en dicha cola, en la que se hace uso del atributo “posición”.
Como ya se ha comentado y se muestra en la figura 4-21, la entidad original, entidad “cliente”, sale
por el flujo de salida “original” y va directa a parar al módulo de enrutamiento “Ruta Recepcion
Pedidos Inventario”. Dicho módulo transportará la entidad “cliente” en cuestión a la estación
(módulo “station”) “Recepcion Pedidos Inventario” donde se gestionará su emparejamiento con la
entidad “producto” extraída del módulo “Inventario”. La entidad “producto” extraída sigue un
camino muy parecido saliendo por el flujo del módulo de extracción anterior, flujo “removed”,
yendo a parar al módulo de enrutamiento “Ruta Entrega Productos Inventario”, el cual, a su vez,
transporta dicha entidad a la estación “Entrega Productos Inventario” donde, posteriormente, será
emparejado con la entidad “cliente” a la cual ha sido asignado.
Figura 4-23. Codificación del módulo de extracción “Extraer de Inventario”.
77 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
En el caso de que, al pasar la entidad “cliente” por el módulo de búsqueda, no se hubiese encontrado
entidad “producto” que cumpliese con la condición de búsqueda del módulo “Busqueda en
Inventario”, la entidad “cliente” en cuestión tendría que salir por el flujo de salida inferior derecho
del módulo (not found) para comenzar la búsqueda de entidades “producto” por el “pipeline” o
cadena de producción. Dicho flujo llevaría la entidad al módulo de decisión “Modelo?” que aparece
en la figura 4-24, donde, en función del valor numérico de su atributo “modelo” de la entidad, el
flujo de decisión encauzaría la entidad por uno de los 20 módulos de enrutamiento que hay, según el
atributo “modelo” (en la figura 4-24 sólo se muestran 4 módulos de enrutamiento).
Figura 4-24. Inicio de búsqueda de entidad “producto” en cadena de producción.
La programación de este módulo de decisión es muy parecida a la del módulo de decisión
“Asignado?”. En este caso el atributo “modelo” puede ir desde el valor 1 hasta el 20, por lo que se
tienen que escribir 19 condiciones (atributo -> modelo == 1,…, 19), como se ve en la figura 4-25, y
dejar la que sería la vigésima condición para que salga por el flujo de salida “else” (sino).
Figura 4-25. Condiciones de paso por el módulo de decisión “Modelo?”.
Una vez que las entidades “cliente” salen del módulo todas son llevadas a los módulos de
enrutamiento según su atributo “modelo”, todos ellos denominados “Busqueda Modelo 1, 2,…, 20”.
Dichos módulos de enrutamiento envían, a su vez, las entidades cliente a unas estaciones, según el
atributo “modelo”, donde comienzan la búsqueda en la cadena de producción según el método de
búsqueda “backwards”. Todas las estaciones donde se empieza el proceso de búsqueda en el
“pipeline” son denominadas “Inicio Busqueda Modelo 1, 2,…, 20”. Es, a partir de aquí, donde
comienza el tercer gran bloque que es el de búsqueda de entidades “producto” en la cadena de
producción.
MODELO DE SIMULACIÓN
78
A continuación se muestra uno de los ejemplos más básicos de búsqueda en el pipeline, figura 4-26.
En dicha figura, se muestra la búsqueda en la cadena de producción del modelo de entidad
“producto” número 4. Siguiendo la tabla 3-1, se observa que es uno de los tres modelos que sólo pasa
por una única estación de trabajo, en este caso, la 4. Todos estos conjuntos de búsqueda por modelos
dentro de la cadena de producción siguen la misma estructura. Una vez pasada la estación “Inicio
Busqueda Modelo N” (con N=1,…, 20) se llega al primer módulo de búsqueda, el cual busca en la
cola de la última célula de procesado por la que tiene que pasar una entidad “producto” del modelo
en cuestión. De esta manera se lleva a cabo la búsqueda “backwards”.
Figura 4-26. Uno de los conjuntos de búsqueda en el “pipeline” de una entidad “producto”.
La codificación de estos módulos de búsqueda, todos denominados como “Modelo X Celula Y”
(siendo X= 1, 2,…, 20 e Y= 1,…, 6), es igual que en el módulo anterior “Busqueda en Inventario”
con una salvedad. Si las entidades “producto” están en el módulo “Inventario” es porque no tienen
asignado ningún cliente (atributo “asignado” = 0). Por el contrario, cuando se hace una búsqueda de
entidades “producto” en la cadena de producción pueden aparecer coches que ya están asignados,
bien porque ya han sido asignados por búsqueda anterior en la cadena de producción (atributo
“asignado” = 2) o porque están siendo fabricados bajo pedido (atributo “asignado” = 1). Por esta
razón, la codificación de los módulos de búsqueda “Modelo X Celula Y” no es exactamente igual
que el módulo de búsqueda de entidades “producto” en inventario, sino que hay que añadir una
condición adicional. Dicha condición adicional se muestra en rojo en la figura 4-27.
Figura 4-27. Módulos de búsqueda “Modelo X Celula Y”.
79 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
Como ya se ha comentado, cuando se hace una búsqueda de entidades “producto” en la cadena de
producción hay que tener en cuenta que ya puede haber productos asignados. Uno de los principios
fundamentales de la Fabricación Bajo Pedido Virtual es que un producto que ya ha sido asignado a
un cliente no puede volver a ser asignado a otro (Brabazon & MacCarthy, 2006). Por esta razón, en
la condición de búsqueda dentro de la cadena de producción, una entidad “producto” no sólo debe
cumplir el hecho de que sea del mismo modelo que la entidad “cliente” que lo demanda (cosa que ya
se consigue, como se vio antes, con la expresión a (nsym (modelo), ident) ==modelo) sino que,
además, hay que asegurarse de que dicha entidad “producto” no haya sido asignada previamente. Por
ello, aparte de la condición ya mencionada respecto a los atributos “modelo” de ambas entidades,
hay que añadir la condición adicional (mediante la conexión &&, AND) de asignado == 0, se pone
un doble “igual” al ser una comprobación, no una asignación. Al estar todos los módulos de
búsqueda referidos a colas donde hay entidades “producto”, con solo poner “asignado” ya se sabe
que hace referencia al atributo de una entidad de esa cola.
Seguidamente, si se tiene éxito en la búsqueda de entidades “producto” cada vez que se pase por un
módulo “Modelo X Celula Y”, como aparece en la figura 4-26, se pasa a un módulo de asignación
“Localizacion X_Y” (X= 1, 2,…, 20 e Y= 1,…, 6). Dichos módulos de asignación son iguales al
módulo de asignación “Localizacion en Inventario” pero con una asignación adicional, que se
muestra en la tabla 4-5. La asignación adicional viene dada por el hecho de que, una vez que se ha
comprobado que el producto (entidad “producto”) existe, hay que asegurarse de que no ha sido
asignado previamente a otro cliente (entidad “cliente”). Cuando se garantiza que dicho producto se
puede asignar al cliente en cuestión (asignado==0), entonces se asigna a ese mismo cliente (atributo
“asignado” pasa a tener el valor 2).
Atributo/
Variable
Nombre Valor
Atributo posicion J
Atributo num_producto AQUE(Celula 4.Queue,
posicion,NSYM(num_producto))
Otro a(nsym(asignado),entatrank(posicion,
Celula 4.Queue))
2
Tabla 4–5. Asignaciones hechas en los módulos de asignación “Localizacion X_Y”.
Una vez que la entidad “producto” sea encontrada y asignada (si no puede ser asignada, no es
considerada encontrada a efectos prácticas) en la célula de producción en cuestión, la entidad
“cliente” es dirigida, según el modelo de vehículo que se busca, a uno de los siguiente módulos de
enrutamiento “Modelo X encontrado” (siendo X el modelo de entidad “coche” en cuestión). Dichos
módulos de enrutamiento “Modelo X encontrado” transportan a las entidades “cliente” a la zona de
entrega de productos que han sido asignados a clientes en medio de la cadena de producción, del
mismo modo que el módulo de enrutamiento “Ruta Entrega Productos Pipeline” transporta a las
entidades “producto” (página 70). Una vez en ese conjunto, como se verá detenidamente en el
siguiente apartado, se emparejarán las entidades de cada tipo y se medirán los tiempos de entrega.
MODELO DE SIMULACIÓN
80
Si, por el contrario, no se encuentra entidad “producto” en la cola de la célula que en ese momento se
está buscando, o se encuentra pero ya ha sido previamente asignado dicho producto, se tiene que
pasar a la siguiente célula de producción (a la inversa) dentro de la fabricación del modelo que se
está buscando. Así, sucesivamente, como se puede ver en la figura 4-28, hasta encontrar una entidad
“producto” del mismo modelo y disponible. Si, al llegar a la última célula de producción en la que se
puede buscar (la primera célula en el proceso de fabricación), no se encuentra entidad “producto”
asignable, entonces habrá que realizar una solicitud de pedido transportando a la entidad “cliente” a
la zona de entrega de productos bajo pedido. Como se verá en el siguiente apartado, en esa zona se
obtendrán los datos de la entidad “cliente” para la fabricación bajo pedido del producto que éste
solicita, se emparejarán ambas entidades y se medirán los tiempos de entrega para aquellos clientes
que hayan sido abastecidos bajo pedido.
Figura 4-28. Conjunto de módulos para la búsqueda “backwards” del modelo 11.
81 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
4.3 Bloque de emparejamiento de entidades “cliente” y “producto” y medición de tiempos de entrega
Finalmente, una vez que se ha encontrado producto para el cliente, bien por búsqueda en inventario,
bien por búsqueda en la cadena de producción, se pasa a estos últimos subconjuntos (hay uno por
cada método de abastecimiento a cliente), como el que se ve a continuación en la figura 4-29, para
terminar de entregar el producto al cliente. Dichos conjuntos están compuestos, a su vez, por dos
partes diferenciadas: la que empareja las entidades “cliente” con las entidades “producto”, figura 4-
30, y la que mide los tiempos de entrega de vehículos a clientes, figura 4-31.
Figura 4-29. Entrega a clientes y medición de tiempos de espera.
Figura 4-30. Emparejamiento de entidades “cliente” con entidades “producto”.
Figura 4-31. Medición de tiempos de entrega y diferenciar entre retrasos y no retrasos.
Todos los bloques son iguales para cualquier tipo de abastecimiento, a excepción del bloque de
entrega de productos bajo pedido. Dicho bloque tiene un módulo adicional de almacenamiento, el
módulo “Pedidos BTO no procesados”, el cual está codificado con la lógica “wait for signal”
(esperar a señal). Dicho módulo, como se anticipó anteriormente, páginas 63, retiene a las entidades
en una cola para que el módulo de asignación “Caracterizacion producto BTO” tome los datos de
MODELO DE SIMULACIÓN
82
atributos que necesite. Una vez que se toman esos datos, la entidad “producto” que pasa por el otro
flujo del sistema, atravesando el módulo de señalización “Lanzamiento pedido BTO” da la señal para
liberar a la entidad “cliente” correspondiente (la primera, pues siempre se cogen los datos de la
primera entidad en cola del módulo de almacenamiento).
A partir de ahí, es todo igual en todos los bloques de entrega dando igual el método de
abastecimiento por el que se satisfaga. Todos estos bloques, empiezan con dos estaciones (módulos
Station) llamados “Recepción pedidos X” y “Entrega Vehiculos X” siendo X el método de
abastecimiento a cliente (inventario, cadena de producción o fabricación bajo pedido). El primero de
esos módulos “station” transporta a entidades “cliente”y el segundo a entidades “coche”. Una vez
pasados estos módulos de transporte, y el módulo “Pedidos BTO no procesados” en el caso de la
fabricación bajo pedido, se pasa a un módulo de emparejamiento “Match X” tomando el término X
los nombres antes mencionados. Dicho módulo empareja entidades de ambos tipos según su atributo
“num_coche”, en el caso de la entrega por fabricación bajo pedido el emparejamiento se realiza
según el atributo “num_orden”. La codificación del módulo es la que se muestra a continuación,
figura 4-32. El módulo tiene dos tipos de colas a las que generalmente les llegan entidades de
distinto tipo. El módulo empareja entidades de cada tipo (Number to Match: 2) según si atributo
(Type: Based on Attribute).
Figura 4-32. Codificación de los módulos de emparejamiento “Match X”.
Hay que decir que, como tal, este módulo no empareja a las entidades en el estricto sentido de la
palabra. Lo que es, en función de las condiciones dadas, equiparar la salida de ambas entidades del
módulo en cuestión. Con esto, a efectos prácticos, es como si se hubiesen entregado las entidades
“coche” a las entidades “cliente”. No es un módulo de lotes “Batch”, el cual es muy parecido al
módulo de emparejamiento, solo que éste último saca a la salida del módulo una entidad distinta que
se entiende como la conjunción de las dos entidades de entrada. Se podía haber optado por una
opción u otra.
Una vez que ambas entidades salen del módulo de emparejamiento, las entidades “coche”, como se
ve en una de las imágenes anteriores, figura 4-30, siendo el flujo superior del módulo de
emparejamiento por donde van las entidades “coche”, van directas a parar a un módulo de desecho
(dispose) “Dispose Vehiculos por X” (nuevamente X es inventario, cadena de producción o
fabricación bajo pedido) donde desaparecen del sistema. Se considera que, una vez pasado los
módulos de emparejamiento, la entidad “cliente” ha sido servida. Las entidades “cliente”, por otro
lado, son dirigidas a un último módulo de asignación, llamado, según el caso, “Tiempo de entrega
por X” (X toma los nombres anteriores) donde se hacen las asignaciones de valores a los atributos
que se ven en la siguiente tabla, tabla 4-6.
83 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
Atributo/ Variable Nombre Valor
Atributo tiempo de entrega TNOW
Atributo due_date tiempo de entrega – tiempo de
creacion
Tabla 4–6. Asignaciones en los módulos “Tiempo de entrega por X”.
Dicha asignación se realiza para ver cuánto ha tardado la entidad “cliente” en ser satisfecha, dándole
el valor de tiempo actual (TNOW) al atributo “tiempo de entrega” y calculando el atributo
“due_date” (fecha de vencimiento) como la diferencia entre los tiempos que tienen atribuidos las
entidades “cliente”. La asignación de valores del atributo “tiempo de entrega” es parecida a la que se
realiza en el módulo de asignación “Caracterizacion Cliente”, página 73, para el atributo “tiempo de
creacion”. Una vez calculado el atributo “due_date” se pasa a un módulo de decisión, como se ve en
una de las imágenes anteriores, figura 4-31. Dicho módulo de decisión, “Entrega a tiempo por X?”,
examina, como se ve a continuación, figura 4-33, el valor del atributo “due_date” y lo compara con
el valor del “due_date” máximo que se indica en el capítulo 3.
Figura 4-33. Codificación de los módulos de decisión “Entrega a tiempo por X?”.
Como se observa en la figura 4-33, si el atributo “due_date” cumple con el valor límite impuesto, en
cada momento, al depender de una distribución discreta, la entidad “cliente” pasará por el módulo de
grabación (Record) donde serán contadas (Type: Count) incrementando el valor de uno en uno
(Value: 1), como se ve a continuación, figura 4-34. La existencia de estos módulos, “Clientes X
satisfechos a tiempo/ con retraso”, no aportan ningún tipo de lógica adicional al modelo en Arena.
Simplemente sirven, como se verán en el siguiente capítulo, para obtener unas gráficas necesarias
para el estudio del sistema en función de ciertos parámetros. Una vez que las entidades pasan por los
módulos de grabación “Clientes X satisfechos a tiempo/ con retraso”, nuevamente, como se ve en la
figura 4-31, las entidades cliente acaban en un módulo de desecho “Clientes satisfechos a tiempo/
con retraso por X” donde desaparecen del sistema.
Figura 4-34. Codificación de los módulos “Clientes X satisfechos a tiempo/ con retraso”.
MODELO DE SIMULACIÓN
84
4.4 Modelo de implementación del Sistema Convencional
El modelo de implementación del Sistema Convencional sobre el entorno productivo Job-Shop
estudiado en el TFM es el que se muestra a continuación. Dicho modelo emana del modelo
explicado anteriormente. Como se sabe por la bibliografía consultada, el Sistema Convencional sólo
abastece a clientes bien por productos de inventario o bien por fabricación bajo demanda del cliente.
Dada esta situación, lo que se ha hecho es eliminar una de las vías de abastecimiento a clientes del
modelo anterior, abastecimiento por el punto flotante, y dejar todo lo demás igual.
Ello implica que la eliminación de los conjuntos de módulos donde se coteja el modelo de producto
que demanda el cliente para posteriormente pasarlo a un proceso de búsqueda “backwards” u otro en
función del modelo. Por ende, ello también implica la eliminación de los conjuntos de módulos
donde se realizaba la búsqueda “backwards” en el sistema de producción. Si no se encuentra
producto en inventario, se pasa directamente a fabricar bajo pedido.
Por ello, si bien el bloque de este modelo dedicado a la creación y gestión de entidades “producto”
permanece igual respecto al modelo en el que se aplica la Fabricación Bajo Pedido Virtual, como se
ve en la figura 4-35, el bloque de creación y gestión de entidades “cliente” cambia, yendo su primer
módulo de búsqueda, en caso de no encontrar producto para el cliente, a iniciar una fabricación bajo
pedido, como se en la figura 4-36.
Figura 4-35. Bloque de generación y gestión de entidades producto del Sistema Convencional.
85 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
Figura 4-36. Bloque de generación y gestión de entidades producto del Sistema Convencional.
Como se puede observar en la figura 4-36, al no encontrar el producto requerido para el cliente, el
sistema genera una orden de fabricación bajo pedido (se almacenan entidades “cliente” en el módulo
de almacenamiento “Pedidos BTO no procesados”) directamente. Al haber, en esta ocasión, sólo dos
mecanismos de abastecimiento a clientes, también se elimina uno de los bloques de almacenamiento
y medición de tiempo de entregas (el de abastecimiento por el sistema de producción). Como en el
caso del modelo de la Fabricación Bajo Pedido Virtual, los abastecimientos producidos por
inventario se consideran inmediatos y, por ello, no se pregunta si se ha pasado el plazo de entrega o
no de dichos pedidos.
5 RESULTADOS
continuación se muestran los resultados obtenidos habiendo llevado a cabo simulaciones en
función de la utilización media de las siete máquinas. Para ello, hay que decir que la
utilización de las máquinas se ha obtenido en función de los tiempos entre llegadas tanto de
las entidades “cliente” como de las entidades “producto”, considerando ambas tasas de llegada
iguales. Se comparan los resultados obtenidos para la Fabricación Bajo Pedido Virtual con los que se
obtienen de aplicar al modelo descrito en el apartado anterior el Sistema Convencional, es decir, sólo
se abastece mediante productos de inventario (MTS) o mediante fabricación bajo pedido (BTO).
Para estudiar la viabilidad de la Fabricación Bajo Pedido Virtual se han realizado 30 replicas por
cada simulación con el modelo programado en Arena. Dichas simulaciones tuvieron una duración de
30.000 unidades de tiempo y contaron con un tiempo de calentamiento (warm-up) de la simulación
de 9.600 unidades de tiempo. El sistema no empieza a crear entidades “cliente” hasta que han pasado
100 unidades de tiempo, permitiendo, así, que haya de manera holgada, unidades de producto en
inventario. Se dieron las mismas condiciones de a la hora de simular el Sistema Convencional.
Como se indicaba en la página 55, se mostrarán y compararán los resultados obtenidos para una
utilización media de las sietes máquinas del 60, 70 y 80%. Dichos valores de utilización se han
obtenido con los siguientes tiempos entre llegadas tanto para la llegada de entidades “cliente” como
para la de entidades “producto”. Dichas tasas de llegada siguen una distribución exponencial cuyas
medias son las que aparecen a continuación en la tabla 5-1. Como en el apartado anterior, dichas
condiciones, al respecto de la tasas de llegadas de ambas entidades, se aplica también al sistema
convencional.
UTILIZACIÓN MEDIA TIEMPO MEDIO ENTRE LLEGADAS
(Unidad de tiempo)
60% 8
70% 6,75
80% 5,9
Tabla 5–1. Tiempo medio entre llegadas para las utilizaciones mostradas.
Dados dichos tiempos entre llegadas para ambas entidades, se obtienen los siguientes valores de
porcentajes de pedidos satisfechos con retraso, tanto para la Fabricación Bajo Pedido Virtual como
para el Sistema Convencional. En dicha gráfica no se hace diferenciación respecto a cada uno de los
métodos de abastecimiento de cada uno de los enfoques de producción. Se muestan los resultados
según los indicadores siguientes.
A
RESULTADOS
88
5.1 Indicadores de entregas
Este conjunto de indicadores comprende todos aquellos indicadores que estudian el nivel de servicio
dado a cliente. Se centran en los retrasos producidos en las entregas, indicadores de entregas
retrasadas, en los pedidos que no han sido satisfechos aún, indicadores de cómo se abastece a los
clientes, porcentaje de cada uno de métodos de abastecimiento que ofrece cada enfoque para
satisfacer al cliente, y, por ultimo, indicadores del número de clientes abastecidos.
5.1.1 Indicadores de entregas retrasadas
En primer lugar, se comienza mostrando los resultados obtenidos para los indicadores asociados a las
entregas retrasadas. Dichos indicadores son el porcentaje de pedidos retrasados y el tiempo medio de
las entregas retrasadas.
Comenzando con el primero de los indicadores, en la figura 5-1 se puede ver que en ambos enfoques
de producción, como es predecible, tiende a aumentar el porcentaje pedidos retrasados a medida que
el nivel de utilización aumenta, dada la naturaleza del Job-Shop. Con el aumento del nivel de
utilización y, por tanto, de la cantidad de pedidos a cubrir, aumentan las colas en las células de la
producción al haber flujos de producción cruzado.
Figura 5-1. Porcentaje de pedidos retrasados para ambos enfoques de producción.
Si bien ambos porcentajes de pedidos retrasados aumentan con la utilización, el porcentaje de
pedidos retrasados en el Sistema Convencional crece mucho menos que en el caso de la Fabricación
Bajo Pedido Virtual. Los resultados obtenidos para el Sistema Convencional muestran casi un
estancamiento de dicho enfoque de producción con respecto a este indicador, lo cual es bueno. Por el
contrario, los resultados obtenidos por la Fabricación Bajo Pedido Virtual son mucho peores,
creciendo gradualmente el indicador con cada nivel de utilización casi el doble que el anterior.
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
60% 70% 80%
% d
e p
ed
ido
s re
tras
ado
s
Niveles de utilización
% pedidos retrasados
% pedidos retrasados VBTO
% pedidos retrasados CS
89 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
Esto es visto como algo negativo pero, como se ha comentado en artículos de esta bibliografía
(Brabazon & MacCarthy, 2006; Calle et al., 2016; Calle et al., 2016) esto también se debe a que el
hecho de aumentar el número de opciones para abastecer al cliente también genera que ese método
de abastecimiento pueda implicar retrasos en las entregas (menor porcentaje de pedidos abastecidos
por inventario).Más aún, en la bibliografía se puntualiza que conviene estudiar el actual indicador en
conjunto con el siguiente para tener una visión global al respecto de cuan efectivo resulta o no un
enfoque de producción a la hora de abastecer al cliente. Por ello, el siguiente indicador nos dará una
lectura más fiable de las entregas retrasadas de ambos enfoques.
Continuando con lo mencionado en el anterior párrafo, se pasa ahora a mostrar el indicador de
tiempo medio de entregas retrasadas. Como ya se ha comentado dicho indicador es importante, sobre
todo, para poder contrastar el anterior del porcentaje de entregas retrasadas, pues indica, en ambos
enfoques, cuan retrasados, de media, han sido entregados los pedidos antes expuestos.
Como se ve en la figura 5-2, si bien en ambos casos, el indicador de tiempo medio aumenta con el
aumento del nivel de utilización de las máquinas, el incremento en el caso del Sistema Convencional
es mucho más acentuado que en el caso de la Fabricación Bajo Pedido Virtual. Estos resultados,
aparte de coincidir con la bibliografía consultada, son significativos pues, como se ha comentado en
otros artículos (Brabazon & MacCarthy, 2006; MacCarthy & Ovutmen, 2015), si se modelase la
pérdida de clientes a los que se les abastece con un cierto retraso (caso real), la Fabricación Bajo
Pedido tendría un nivel de pedidos entregados mucho mayor al del Sistema Convencional. Como ya
se ha indicado, es importante analizar dichos tiempos medios en conjunto con el anterior indicador
(% de entregas retrasadas), pues ambos se pueden contradecir y convene analizarlos conjuntamente
para tener una visión más clara del rendimiento de ambos enfoques.
Figura 5-2. Tiempo medio de entregas retrasadas para ambos enfoques de producción.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
60% 70% 80%
Tie
mp
o m
ed
io e
ntr
ega
s re
tras
adas
Niveles de utilización
Tiempo medio entregas retrasadas
Tiempo medio entregas retrasadas VBTO
Tiempo medio entregas retrasadas CS
RESULTADOS
90
5.1.2 Indicadores de mecanismos de abastecimiento
Para finalizar con los indicadores de entregas, se muestran a continuación, en las tablas 5-2 y 5-3, las
comparativas de los métodos de abastecimiento para cada uno de los enfoques de producción. En
ambos casos, el método de abastecimiento predonminante es, comprensiblemene, el abastecimiento
por inventario
En la Tabla 5-2, tabla asociada a los resultados de la Fabricación Bajo Pedido Virtual, se observa
que, a medida que aumenta la utilización de las máquinas, disminuye la proporción, sobre el total, de
abastecimientos a clientes por inventario. Por el contrario, los abastecimientos por fabricación bajo
pedido y, sobre todo, por sistema de producción aumentan. Esto es especialmente significativo
porque sirve para explicar la razón por la cual la Fabricación Bajo Pedido tiene un porcentaje mayor
de entregas retrasadas que el Sistema Convencional pero, a su vez, experimenta un tiempo medio de
entregas retrasadas menor que el del enfoque híbrido entre la Fabricación Contra Stock y la
Fabricación Bajo Pedido.
De esta última lectura también se puede entender por qué el Sistema Convencional registra menores
porcentajes de entregas retrasadas que la Fabricación Bajo Pedido Virtual, vistos los resultados
expuestos en la tabla 5-3. Como se ve en la tabla anterioriormente mencionada, al contrario que
ocurre con la Fabricación Bajo Pedido Virtual, el Sistema Convencional, el abastecimiento a clientes
por inventario aumenta del mismo modo que aumenta el nivel de utilización.
60 % 70 % 80 %
BTO 0,951 1,865 2,195
BTO con retraso 0,131 0,254 0,383
Inventario 97,413 92,806 88,856
Punto de
desacoplamiento
flotante
1,329 4,2 6,424
Punto de
desacoplamiento
flotante con retraso
0,176 0,875 2,142
Tabla 5–2. Comparativa porcentual de los métodos de abastecimiento para la VBTO.
91 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
60 % 70 % 80 %
BTO 1,634 0,961 0,639
BTO con retraso 0,482 0,449 0,649
Inventario 97,883 98,590 98,713
Tabla 5–3. Comparativa porcentual de los métodos de abastecimiento para el CS.
RESULTADOS
92
5.2 Indicadores en taller Job-Shop
En este apartado se analizan aquellos indicadores intrínsecos al sistema de producción Job-Shop.
Tales indicadores son el nivel medio de las colas por estación, el nivel de WIP y el nivel de
inventario.
Para comenzar con los indicadores de este apartado se muestran los resultados obtenidos en cuanto a
colas medias de las células de producción para cada enfoque de producción en la figura 5-3. En esta
figura se observa como ambos enfoques de producción tienen niveles parejos del mencionado
indicador, mostrando resultados levemente mejores la Fabricación Bajo Pedido Virtual a medida que
el nivel de utilización aumenta. Por tanto, si bien son buenos resultados, pues muestran niveles colas
de producto bajo, no sirven para decantar la balanza a favor de un enfoque u otro.
Figura 5-3. Niveles de cola medios por célula para ambos enfoques de producción.
Para finalizar con este apartado, se muestan los resultados de obtenidos respecto al indicador del
nivel de inventario en la figura siguiente, figura 5-4. Dicho indicador, como tal, está asociado tanto al
enfoque de producción como al sistema de fabricación. Como se ve en la figura 5-4, cuando el
Sistema Convencional aumenta su nivel de stock con el aumento del nivel de la utilización, los
niveles de inventario de la Fabricación Bajo Pedido Virtual disminuyen con el aumento del nivel de
utilización.
Lo anteriormente mencionado es comprensible a la vez que positivo para la Fabricación Bajo Pedido
Virtual. Es comprensible pues, al tiener un mecanismo de abastecimiento alternativo en el que
asignar productos que se están fabricando, no todo lo que sale del sistema de producción tiene que
entrar en inventario, al contrario de lo que pasa en el Sistema Convencional. Dichos resultados,
además, concuerdan con los experimentos realizados por Brabazon y MacCarthy (2006), los cuales
indicaban que, para una variedad de productos reducida, como el caso de los entornos de producción
Job-Shop, la Fabricación Bajo Pedido Virtual registraba menores niveles de stock que el Sistema
Convencional.
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
60% 70% 80%
Niv
el m
ed
io d
e c
ola
s (p
rod
uct
o)
Nivel de utilización
Nivel medio de colas
Nivel medio cola VBTO
Nivel medio cola CS
93 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
Figura 5-4. Niveles de inventarios para ambos enfoques de producción.
0
10
20
30
40
50
60
70
60% 70% 80%
Niv
el d
e in
ven
tari
o
Nivel de utilización
Nivel de inventario
Nivel de inventario VBTO
Nivel de inventario CS
6 CONCLUSIONES
En este capítulo se comentarán el cumplimiento del objetivo general así como de los objetivos
específicos planeteados al inicio del documento, realizando una comparación entre los enfoques de
producción de la Fabricación Bajo Pedido Virtual y el Sistema Convencional siendo ambos enfoques
implementados en el sistema de producción Job-Shop descrito en el capítulo 3.
Se planteaba como objetivo general antes de abordar este TFM el de estudiar la implementación del
enfoque de producción Fabricación Bajo Pedido Virtual sobre un entorno de producción Job-Shop.
Este objetivo general se ha conseguido tras el estudio en profundidad del problema descrito en el
capítulo 3, y el conocimiento adquirido en el capítulo 2 en cuanto al estudio del Estado del Arte.
Dichos conocimientos han permitido abordar la solución del problema planteado en el capítulo 4
donde se han desarrollado tanto el modelo de principal en el que se implementa el enfoque de
producción Fabricación Bajo Pedido Virtual, como el modelo secundario en el que se implemente el
enfoque de producción Sistema Convencional, este último para que sirva de comparación con el
anterior. Por ultimo, en el capítulo 5 se estudian los resultados obtenidos por ambos modelos y se
comparan.
Respecto al objetivo específico 1, realizar una revisión o estado del arte, se ha llevado a cabo una
revisión exhaustiva estudiando diversos artículos especializados tanto en los enfoques de producción
y en el abastecimiento a clientes (MTS, BTO,…, VBTO) como en los sistemas de producción (Job-
Shop, Flow-Shop y Fabricación Celular), tomando como referencia las revisiones, sobre todo, de
Brabazon y MacCarthy (2006), Calle et al. (2016) y Calle et al. (2016), y en base a ellos se ha
realizado una revisión bibliográfica.
Respecto al objetivo específico 2, conocer el problema en profundidad, se han explicado las
características de los dos enfoques de producción a estudiar, así como del entorno de productivo en el
que se implementan, tomando como referencia la bibliografía consultada.
En el objetivo específico 3 se ponía como meta modelar el problema planteado, lo cual se ha
realizado modelando en el programa de simulación Arena la implementación del enfoque de
producción Fabricación Bajo Pedido Virtual (Brabazon & MacCarthy, 2006) sobre el sistema de
producción Job-Shop antes descrito. A la vez que este modelo, se ha realizado un modelo adicional
que, en este caso, implemente el Sistema Convencional (MTS-BTO, Brabazon y MacCarthy, 2006)
sobre el mismo sistema de producción Job-Shop para que sirva de comparación con los resultados
obtenidos en el primer modelo.
Comparando las implementaciones de ambos enfoques de producción sobre el sistema de producción
Job-Shop mencionado, se observa que, aunque el Sistema Convencional registra mejores resultados
en el porcentaje de pedidos retrasados, la Fabricación Bajo Pedido Virtual registra un resultado
general mejor, pues los tiempos medios de sus entregas retrasadas son menores, al introducir un
método de abastecimiento adicional como es el abastecimiento mediante asignación a clientes de
productos que están en la cadena de producción.
CONCLUSIONES
96
También registra la Fabricación Bajo Pedido Virtual mejores resultados en cuanto a los niveles de
inventario, un indicador que siempre conviene minimizar siempre y cuando se esté cumpliendo con
la producción planificada y respondiendo bien a las exigencias de la demanda.
Con todo ello, y como conclusión, hay que decir que, aunque el sistema Convencional responde bien
en un entorno de producción con un reducido número de variedades de artículos, la Fabricación Bajo
Pedido Virtual responde mejor en líneas generales antes una implantación en sistema de producción
Job-Shop. A nivel económico, compensa más este último enfoque pues sus resultados respecto a los
indicadores de tiempos medios de entregas retrasadas y de inventario, incrementan el nivel de
servicio de la producción y minimizan los costes de la misma, respectivamente.
Por último, comentar que se, habiéndose realizado el trabajo tomando como entorno de producción
un sistema de producción Job-Shop, una línea de trabajo podría ser conocer el comportamiento de un
enfoque de producción de cadena de producción abierta sobre la Fabricación Celular (Gaither et al.,
1990; Dinis-Carvalho et al., 2013). Aparte de lo ya mencionado, futuros trabajos podrían centrarse en
seguir implementando tanto este enfoque de producción, como su versión posterior, la Fabricación
Bajo Pedido Virtual Mejorada, i-VBTO (Calle et al., 2016; Calle et al., 2016) sobre nuevos entornos
productivos y ante nuevas circunstancias (modelar la situación en la que, dado un cierto retraso en la
entrega del producto asignado a cliente, se pierde al cliente).
97 Aplicación del enfoque de producción VBTO sobre un entorno productivo Job-Shop
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