Planeación de requerimientos de materiales MRP. Un ejemplo

Con frecuencia, los precios sufren variaciones en cada compra de mercancías que se hace durante el ciclo contable. Esto dificulta al contador el fácil cálculo del costo de las mercancías vendidas y el costo de las mercancías disponibles. Existen varios métodos que ayudan al contador a determinar el costo del inventario final. Se recomienda seleccionar el que brinde a la empresa la mejor forma de medir la utilidad neta del período económico y el que sea más conveniente a los efectos fiscales.

Existen dos buenos sistemas para calcular los inventarios, el sistema periódico y el sistema permanente. En el sistema periódico, cada vez que se hace una venta sólo se registra el ingreso devengado; es decir, no se hace ningún asiento para acreditar la cuenta de inventario o la de compra por el monto de la mercancía que ha sido vendida. Por lo tanto, el inventario sólo puede determinarse a través de un conteo o verificación física de la mercancía existente al cierre del período económico. Cuando los inventarios de mercancías se determinan sólo mediante el chequeo físico a intervalos específicos, se dice que es un inventario periódico. Este sistema de inventario es el más apropiado para las empresas que venden gran variedad de artículos con alto volumen de ventas, y un costo unitario relativamente bajo; tales como supermercados, ferreterías, zapaterías, perfumerías, etc.

El sistema de inventario permanente o continuo, a diferencia del periódico, utiliza registros para reflejar continuamente el valor de los inventarios. Los negocios que venden un número relativamente pequeño de productos que tienen un elevado costo unitario, tales como equipos de computación, vehículos, equipos de oficina y del hogar, etc., son los más inclinados a utilizar un sistema de inventario permanente o continuo.

PRODUCTO: CILINDRO DE SIMPLE EFECTO

La empresa Neumática y Asociados para el diseño de partes de automatización, desea elaborar el plan de requerimiento de materiales para el mes de septiembre del artículo: ACTUADOR NEUMÁTICO, el artículo está compuesto de un cuerpo

PROCESO DE PRODUCCIÓN:

Elementos neumáticos de trabajo

Lo energía del aire comprimido se transforma por medio de cilindros en un movimiento lineal de vaivén, y mediante motores neumáticos, en movimiento de giro.

Elementos neumáticos de movimiento rectilíneo

(cilindros neumáticos)

A menudo, la generación de un movimiento rectilíneo con elementos mecánicos combinados con accionamientos eléctricos supone un gasto considerable

1 Cilindros de simple efecto

Estos cilindros tienen una sola conexión de aire comprimido. No pueden realizar trabajos más que en un sentido. Se necesita aire sólo para un movimiento de traslación. El vástago retorna por el efecto de un muelle incorporado o de una fuerza externa.

El resorte incorporado se calcula de modo que haga regresar el émbolo a su posición inicial a una velocidad suficientemente grande.

En los cilindros de simple efecto con muelle incorporado, la longitud de éste limita la carrera. Por eso, estos cilindros no sobrepasan una carrera de unos 100 mm.

Se utilizan principalmente para sujetar, expulsar, apretar, levantar, alimentar, etc.

Cilindro de émbolo

La estanqueidad se logra con un material flexible (perbunano), que recubre el pistón metálico o de material plástico. Durante el movimiento del émbolo, los labios de junta se deslizan sobre la pared interna del cilindro.

Constitución de los cilindros

El cilindro de émbolo se compone de: tubo, tapa posterior (fondo) y tapa anterior con cojinete (manguito doble de copa), vástago, casquillo de cojinete y aro rascador; además, de piezas de unión y juntas.

El tubo cilíndrico (1) se fabrica en la mayoría de los casos de tubo de acero embutido sin costura. Para prolongar la duración de las juntas, la superficie interior del tubo debe someterse a un mecanizado de precisión (bruñido).

Para aplicaciones especiales, el tubo se construye de aluminio, latón o de tubo de acero con superficie de rodadura cromada. Estas ejecuciones especiales se emplean cuando los cilindros no se accionan con frecuencia o para protegerlos de influencias corrosivas.

Para las tapas posterior fondo (2) y anterior (3) se emplea preferentemente material de fundición (de aluminio o maleable). La fijación de ambas tapas en el tubo puede realizarse mediante tirantes, roscas o bridas.

El vástago (4) se fabrica preferentemente de acero bonificado, Este acero contiene un determinado porcentaje de cromo que lo protege de la corrosión. A deseo, el émbolo se somete a un tratamiento de temple. Su superficie se comprime en un proceso de rodado entre discos planos. La profundidad de asperezas del vástago es de 1 mm En general, las roscas se laminan al objeto de prevenir el riesgo de roturas.

En cilindros hidráulicos debe emplearse un vástago cromado (con cromo duro) o templado.

Para normalizar el vástago se monta en la tapa anterior un collarín obturador (5). De la guía de vástago se hace cargo un casquillo de cojinete (6), que puede ser de bronce sinterizado o un casquillo metálico con revestimiento de plástico.

Delante del casquillo de cojinete se encuentra un aro rascador (7). Este impide que entren partículas de polvo y suciedad en el interior del cilindro. Por eso, no se necesita emplear un fuelle.

El manguito doble de copa (8) hermetiza la cámara del cilindro.

Las juntas tóricas o anillos toroidales (9) se emplean para la obturación estática, porque deben presentarse, y esto causa pérdidas elevadas por fricción en aplicaciones dinámicas.

POLÍTICA DE CODIFICACIÓN

• 2 dígitos para el nivel de producción
• 3 dígitos para la descripción
• 3 dígitos para el consecutivo

ESTRUCTURA DEL PRODUCTO

• Lista del material con política de control de inventarios

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LOS MOTIVOS DEL MRP

El MRP (Material Requirements Planning) es el sistema de planeación de compras y  manufactura más utilizado en la actualidad. Lo más probable es que su empresa lo utilice para generar sus órdenes de compra o sus órdenes de trabajo. Posiblemente sus proveedores lo utilizan para planear la fabricación de sus pedidos. Incluso hasta sus clientes generen las órdenes de compra que usted recibe por medio del MRP. ¿Realmente sabe usted de dónde viene, qué hace y qué no hace el MRP? En la década de los 60’ s, Joseph Orlicky, de IBM, dirigió los primeros experimentos de lo que bautizó como planeación de requerimientos de materiales o MRP. Aunque sus inicios fueron discretos, en 1972 la American Production and Inventory Control Society  (APICS) adoptó la metodología y la promovió por medio de la llamada “cruzada del MRP”, la cual se mantiene hasta nuestros días. Durante los 80’ s, el MRP se convirtió en el paradigma de control de producción en los Estados Unidos y durante los 90’ s se expandió fuertemente en  México y Latinoamérica. En palabras de su creador, la gran ventaja del MRP es que “realmente funciona” (Orlicky, 1974). Esto es cierto, aunque no en todos los casos. Como toda tendencia en manufactura, sus promotores aseguran que es el mejor sistema y que le traerá ventajas enormes de operación y eficiencia si su empresa lo adopta. El objetivo de este artículo es presentar una breve y objetiva descripción de lo que sí hace y lo que no hace el MRP. Como veremos más adelante, el MRP hace una contribución muy valiosa a los sistemas de control de producción. Sin embargo, tiene serias fallas implícitas en su lógica que lo hacen no deseable para algunos ambientes de manufactura. Si le preguntamos a los usuarios y especialistas  en sistemas sobre cuál es la principal aportación de MRP la respuesta, sin temor a equivocarme, sería la simplicidad de su algoritmo y la estructura lógica que facilita su administración.

Sin embargo, aunque esa sí es su principal ventaja, no es su principal aportación a los sistemas de manufactura. El concepto detrás del MRP es su gran aportación: Separar la demanda dependiente de la independiente, es decir, planear la producción de la demanda dependiente sólo en la medida en que ésta se ligue con la satisfacción de la demanda independiente. Dentro de este juego de palabras el MRP reconoce que existe demanda independiente (se origina fuera del sistema y no se puede controlar su variabilidad) y dependiente (demanda de los componentes que ensamblan los productos finales) y, sobre todo, enfatiza en la relación entre ambas para tratar de reducir los inventarios propios de sistemas como el punto de reorden. Así, el MRP es un sistema denominado push, ya que su mecánica básica define programas de producción (o compras) que deben ser empujados en la línea de producción (o al proveedor) en base a la demanda de productos terminados.

FUNCIONALIDADES BÁSICAS DEL MRP

 Como se mencionó anteriormente, la lógica del MRP es simple, aunque su complejidad está en la cantidad de artículos a administrar y los niveles de explosión de materiales con que se cuente. El MRP trabaja en base a dos parámetros básicos del control de producción: tiempos y cantidades. El sistema debe de ser capaz de calcular las cantidades a fabricar de  productos  terminados, de los componentes necesarios y de las materias primas a comprar para poder satisfacer la demanda independiente. Además, al hacer esto debe considerar  cuándo deben iniciar los procesos para cada artículo con el fin de entregar la cantidad completa en la fecha comprometida. Para obtener programas de producción y compras en términos de tiempos y cantidades, el MRP realiza cinco funciones básicas:

1. Cálculo de requerimientos netos
2. Definición de tamaño de lote
3. Desfase en el tiempo
4. Explosión de materiales
5. Iteración

A continuación se describe brevemente en qué consiste cada función:

1. Cálculo de requerimientos netos: El MRP considera los requerimientos brutos, obtenidos el Plan Maestro de Producción (MPS por sus siglas en inglés) para los productos terminados, y los requerimientos obtenidos de una corrida previa de MRP para los componentes. A ellos les esta el inventario disponible y cualquier trabajo en proceso actualmente en piso. Así, el resultado es lo que realmente el sistema requiere producir y/o comprar para satisfacer la demanda en el tiempo requerido. Un elemento muy común utilizado al momento de obtener los requerimientos netos es el considerar un inventario de seguridad para protegerse contra la variabilidad en la demanda independiente, la cual no es controlable. Aunque puede parecer simple, las implicaciones son grandes, pues se está fabricando algo que realmente no se sabe si se va a utilizar o no. En sí, lo que se hace es engañar al sistema con una demanda adicional inexistente para mantener dicho inventario de seguridad. Aunque esto suena lógico y está incluido en cualquier sistema MRP, rompe con el fundamento de la metodología al involucrar elementos estadísticos y de inventarios en  un sistema que pretende ser libre de ellos.

  Definición de tamaño de lote: El objetivo de esta función es agrupar los requerimientos netos en lotes económicamente eficientes para la planta o el proveedor. Algunas de las reglas y algoritmos que se utilizan para definir lotes son:

Lote por lote: cada requerimiento neto es un lote.

Periodo de orden fijo (fixed order period-FOP): agrupa los requerimientos de un periodo fijo (hay que definir dicho periodo).

Cantidad fija: utiliza EOQ o alguna variación del modelo para calcular un lote óptimo y ajustar los requerimientos netos a dicho lote.

Otros: Algunos métodos son el Wagner-Whitin y Part-Period Balancing, sin embargo no es nuestro objetivo explicarlos.

Desfase en el tiempo: Consiste en desfasar los requerimientos partiendo de su fecha de entrega, utilizando leadtimes fijos para determinar su fecha de inicio. Como veremos más adelante, este es uno de los problemas de fondo del MRP y que pone en duda la universalidad profesada por sus precursores.

Explosión de materiales: Es la parte estructural del MRP que ejecuta su concepto fundamental: ligar la demanda dependiente con la independiente. Esto lo hace por medio de la lista de materiales de cada producto terminado, por medio de la cual todos los componentes de un artículo se relacionan en un orden lógico de ensamble para formar un producto terminado. Así, cada requerimiento neto de un artículo de alto nivel genera requerimientos brutos para componentes de más bajo nivel.

Iteración: Consiste en repetir los cuatro primeros pasos para cada nivel de la lista de materiales hasta obtener los requerimientos de cada artículo y componente. Al ejecutar el algoritmo, es decir, las cinco funcionalidades descritas, el MRP genera tres tipos de documentos de salida o outputs:

Órdenes planeadas: Son las órdenes de trabajo o de compras obtenidas a partir de los cálculos del MRP. Normalmente, una orden incluirá componentes de varios pedidos o requerimientos, correspondientes a varios clientes.

Noticias de cambio: Indican cambios en las especificaciones de trabajos existentes, ya sea en cantidad o tiempo.

Noticias de excepción: Indican cuando hay requerimientos que no se pueden cumplir, pues necesitaban haberse iniciado a procesar en el pasado. El planeador de producción debe tomar decisiones sobre estos requerimientos con el objetivo de expeditarlos o negociar las fechas compromiso con el cliente. Lo descrito en esta sección es un breve resumen de lo que sí hace el MRP. Aunque puede haber funcionalidades adicionales, el concepto básico y la lógica del sistema se basan en estas cinco funcionalidades y los tres outputs descritos. A continuación se describe lo que no hace el MRP, es decir, sus principales problemas.

 Los problemas del MRP

Las deficiencias del MRP pueden crear la toma de decisiones errónea de manera sistemática, creando un ambiente de producción con altos inventarios fuera de control y un backlog extenso, ocasionando entregas tarde y  conflictos en el control de piso. Ahora bien, esto no necesariamente sucede en todos los ambientes ni en todos los sistemas de manufactura, sino sólo en aquéllos en los que se presentan las circunstancias que no considera el MRP. Por lo tanto, es necesario conocer y entender en qué consisten los problemas y cómo se pueden identificar. El modelo básico sobre el cual está definido el algoritmo del MRP es el de una línea de ensamble con leadtimes fijos. Este gran supuesto conlleva tres grandes problemas:

1. Capacidad infinita: los leadtimes fijos considerados no se ven afectados por la carga actual de la línea de producción, por lo que el MRP asume que no hay restricción de capacidad. En otras palabras, el MRP considera que se cuenta con una capacidad infinita de producción. En la actualidad existen módulos que trabajan en conjunto con el MRP para tratar de atacar este problema. Los más comunes y que prácticamente vienen incluidos en todos los sistemas actuales son el RCCP (Rough-cut capacity planning) y el CRP (Capacity requirements planning). Ambos módulos buscan identificar problemas de capacidad y ofrecer alternativas de solución (retrasar o expeditar). Sin embargo, ambos procesos se corren una vez que los pedidos han sido capturados y que el backlog existe, es decir, no eliminan el problema desde su raíz y por lo tanto no ofrecen una solución sistemática.

2. Largos leadtimes planeados: El supuesto de leadtimes fijos, además de asumir capacidad finita, asume también leadtimes constantes. Sin embargo, en la mayoría de los sistemas de manufactura esto no es cierto. Al contrario, los leadtimes son variables y presentan un comportamiento estocástico que en muchas ocasiones se puede caracterizar por medio de una variable aleatoria, es decir, se le puede estimar una media, una varianza y una  distribución de probabilidad. Sin embargo, el MRP no está diseñado, por obvias razones de cómputo, para trabajar con variables aleatorias, sino con números fijos. Como consecuencia, los planeadores normalmente asignan  leadtimes más largos para “cubrirse” contra cualquier retraso. Esta decisión ocasiona incremento en los niveles de inventario, pues una de las reglas básicas de manufactura es que a mayor leadtime, mayor inventario de seguridad. Además, al incrementar el leadtime se incrementa el inventario en proceso y se saturan los centros productivos, por lo que la capacidad de responder rápidamente a la demanda se pierde (en otras palabras, se inducen tiempos de ciclo mayores).

3. Nerviosismo en el sistema: Dada la estructura del algoritmo del MRP, es fácil inducir cambios drásticos con variaciones muy pequeñas en los requerimientos brutos. Por ejemplo, dada una corrida factible del MRP, si se modifica levemente la demanda, puede obtenerse un plan no factible. Este problema comúnmente se resuelve utilizando periodos congelados de planeación.

 Conclusiones

A lo largo de este artículo se ha tratado de describir de manera objetiva las funcionalidades del MRP y sus problemas de fondo. Por lo tanto, al evaluar si el MRP es lo mejor para la planeación y control de su sistema de manufactura, considere lo siguiente:

– ¿El proceso de producción se asemeja a una línea de ensamble? En la medida que cada componente provenga de un proceso de producción con considerable variabilidad, el modelo

del MRP no será el más recomendable.

– ¿Cómo se comporta la demanda de los artículos a administrar? El MRP, dados los problemas descritos, se aplica mejor a artículos con alto movimiento, alta frecuencia y baja variabilidad. Sin embargo, esta no es un condición suficiente, sino más bien una condición necesaria para que el MRP funcione adecuadamente.

– ¿Cómo se comportan los leadtimes de los procesos productivos y de los proveedores? Esta es una pregunta que muy pocas empresas pueden contestar. Es raro encontrar un gerente de logística, producción o abastecimientos que lleve un control estricto de los leadtimes de producción y de sus proveedores. Esto es desconcertante, pues como hemos visto, un leadtime controlado tiene implicaciones importantes en los inventarios y en la rapidez del sistema para reaccionar. Así que comience hoy a medir los leadtimes y verifique qué tan constantes y fijos son. Probablemente  se llevará una sorpresa y entenderá por qué su MRP no ha estado funcionando como esperaba.

– ¿La capacidad instalada es suficiente para atender la demanda? El MRP trabajará de manera adecuada y sin problemas siempre y cuando la capacidad instalada en su proceso

restricción sea considerablemente mayor a la demanda que atiende. De lo contrario, se rompe el supuesto básico de capacidad infinita y los planes provenientes de un MRP difícilmente

serán factibles en la realidad. Así que si su empresa está por implementar el MRP o ha operado con él por un tiempo y no ha tenido los resultados esperados, evalúe una vez más si es lo que su sistema de manufactura necesita para cumplir con las necesidades actuales del mercado.

Bibliografía

Hopp, Wallace J., Spearman, Mark L.

Factory Physics, Foundations of Manufacturing

Management

Chapter 3. The MRP Crusade.

TABLA DE REFERENCIAS [VER PDF]