Optimización de la Producción y Teoría de las Restricciones: Casos Prácticos

Gestión de la Producción

Problema 1: Enunciado

Una empresa fabrica y vende los productos A y B. La siguiente tabla proporciona el precio, coste de materias primas, demanda para cada uno de los productos, así como el tiempo que cada uno requiere del recurso cuello de botella. La última fila presenta el margen variable de contribución de cada producto, obtenido como el precio de venta menos el coste de material (se puede ignorar el coste laboral, que no varía con la decisión de producción).

Producto A:
- Precio: 80 €
- Coste de material: 20 €/u
- Demanda semanal: 200 u/sem.
- Horas cuello botella: 0,2 h/u
- Margen unitario: 60 €/u
Producto B:
- Precio: 100 €/u
- Coste de material: 25 €/u
- Demanda semanal: 110 u/sem.
- Horas cuello botella: 0,5 h/u
- Margen unitario: 75 €/u

Si el recurso cuello de botella trabaja 60 horas semanales, se solicita:

Determinar la cantidad a producir de A y B, priorizando el producto que proporciona el mayor margen de contribución unitario y obtener la contribución semanal al beneficio resultante.
Determinar las horas semanales de recurso cuello de botella requeridas para atender la demanda semanal de A y B.
Determinar la cantidad a producir de A y B, atendiendo a los tres primeros pasos del enfoque TOC (Theory of Constraints) y obtener la contribución semanal al beneficio resultante.

Solución del Problema 1

1. Priorización por margen de contribución unitario:

Atendiendo al margen de contribución unitario, se prioriza la fabricación de B (75 €/u frente a 60 €/u de A). El producto B consume 55 horas de recurso (110 u * 0,5 h/u). Esto deja 5 horas de recurso para fabricar A, lo que permite producir 25 unidades (5 h / 0,2 h/u). La contribución al beneficio de este mix de producción será:

Del producto A: 25 u/semana * 60 €/u = 1.500 €/semana
Del producto B: 110 u/semana * 75 €/u = 8.250 €/semana
Contribución semanal total: 9.750 €/semana.

2. Horas semanales requeridas:

Horas semanales de recurso cuello de botella = Demanda semanal * Horas por unidad.

Para el producto A: 200 u/semana * 0,2 h/u = 40 horas de recurso/semana.
Para el producto B: 110 u/semana * 0,5 h/u = 55 horas de recurso/semana.

Para atender toda la demanda se requieren, por tanto, 95 horas. Como solo se dispone de 60 horas semanales, el recurso está limitando la demanda que se puede atender.

3. Enfoque TOC (Tres primeros pasos):

Primer paso (Identificar las restricciones): El recurso cuello de botella es la restricción limitante.
Segundo paso (Explotar las restricciones): La clave es calcular la contribución por hora de recurso limitante en lugar de la contribución por unidad de producto.
- Producto A: 60 €/u / 0,2 h/u = 300 €/hora de recurso.
- Producto B: 75 €/u / 0,5 h/u = 150 €/hora de recurso.
Por tanto, es más rentable fabricar A atendiendo al enfoque TOC. Se debe priorizar toda la demanda de A (200 unidades).
Tercer paso (Subordinar todo lo demás): Se subordina la producción de B a las horas restantes. A requiere 40 horas, dejando 20 horas para fabricar 40 unidades de B (20 h / 0,5 h/u).
- Del producto A: 200 u/semana * 60 €/u = 12.000 €/semana.
- Del producto B: 40 u/semana * 75 €/u = 3.000 €/semana.
- Contribución semanal total: 15.000 €/semana.

La mejora respecto al criterio del apartado anterior es evidente (15.000 € frente a 9.750 €).

Problema 2: Enunciado

Una empresa puede fabricar los productos A, B y C, cuyos precios de venta son 50 €, 75 € y 60 € por unidad respectivamente. Hay demanda para toda la cantidad que se produzca. La fabricación se realiza en tres centros de trabajo (X, Y, y Z). Las rutas y costes son:

Producto A: CTY (10 min/pieza, MP: 6 €) → CTX (4 min/pieza, MP: 4 €) → CTZ (5 min/pieza, MP: 10 €).
Producto B: CTZ (2 min/pieza, MP: 12 €) → CTY (3 min/pieza, MP: 18 €) → CTX (6 min/pieza, MP: 30 €).
Producto C: CTZ (5 min/pieza, MP: 20 €) → CTY (3 min/pieza, MP: 5 €) → CTX (4 min/pieza, MP: 15 €).

Si solo puede fabricar un producto, determinar justificadamente cuál debería ser apoyándose en el enfoque TOC.

Solución del Problema 2

Siguiendo los tres primeros pasos del enfoque TOC:

Primer paso: Identificar las restricciones. El centro de trabajo cuello de botella de cada ruta es la restricción limitante: Y para el producto A, X para el producto B y Z para el producto C.
Segundo paso: Explotar las restricciones calculando la contribución por minuto de recurso limitante.

Concepto	Producto A	Producto B	Producto C
Precio venta (€)	50	75	60
Materias Primas (€)	20	60	40
Margen variable (€)	30	15	20
Minutos cuello botella	(Y) 10	(X) 6	(Z) 5
Contribución por minuto	3,0 €/min	2,5 €/min	4,0 €/min

Por tanto, es más rentable fabricar C atendiendo al enfoque TOC, ya que proporciona el mayor beneficio por unidad de tiempo en la restricción.

Tercer paso: Subordinar todo lo demás. Dado que solo se fabrica un producto con demanda suficiente, la subordinación consiste en asegurar que el centro de trabajo Z (cuello de botella de C) no se detenga.

Cuestionario de Autoevaluación

Bloque 1: Planificación y MRP

20. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es FALSA? La planificación agregada:
Respuesta: b) es una herramienta de programación de la producción para los productos que se encuentran en el nivel 1 de la lista de materiales.

21. El resultado del programa maestro (MPS) es:
Respuesta: c) Desagrega el plan agregado de producción para cada producto de la familia.

22. El lanzamiento de pedidos planificados es:
Respuesta: a) Los pedidos planificados considerando el plazo de entrega.

23. Selecciona cuál de los siguientes elementos no es una entrada del MRP:
Respuesta: d) Planificación agregada de la producción.

24. Señala el elemento que no se corresponde con la producción basada en limitaciones:
Respuesta: a) Presta especial importancia a los despilfarros.

25. Para asignar los trabajos a máquinas:
Respuesta: d) Definimos reglas de prioridad de distintos tipos.

26. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es FALSA? La regla de Johnson:
Respuesta: c) Tiene como objetivo minimizar el tiempo total de proceso.

27. ¿Cuál de las siguientes decisiones de la dirección de producción será la última que deberé tomar?
Respuesta: d) Planificación y control de la producción.

28. De las siguientes reglas para asignar trabajos, indica la que está relacionada con el orden de llegada de los productos:
Respuesta: d) FCFS (First Come, First Served).

29. Cuando se programa la producción según la teoría de las restricciones:
Respuesta: c) Basamos la programación en los cuellos de botella.

30. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es VERDADERA? Si en el maestro de materiales T=2, para una semana concreta:
Respuesta: c) Debo lanzar un pedido que cubra las necesidades de la semana en curso y la semana siguiente.

Bloque 2: Control de Taller y Estrategias

1. Al ejecutar los planes de materiales, en el control de taller tendremos las siguientes etapas:
Respuesta: d) Liberación de órdenes, Programación de la producción, Seguimiento de las órdenes, Realimentación y Reprogramación.

2. A medida que ejecuto mi MRP y el tiempo va avanzando, una liberación de órdenes planificadas de semanas pasadas deberá aparecer:
Respuesta: c) Como una recepción programada teniendo en cuenta el Lead Time.

3. El resultado del programa maestro (MPS) es:
Respuesta: c) Desagrega el plan agregado de producción para cada producto de la familia.

4. De los siguientes, ¿qué datos utilizaremos para desarrollar el MPS?
Respuesta: a) Todas son correctas.

5. Señala la información FALSA acerca de la programación de la producción:
Respuesta: b) Tiene un horizonte temporal medio.

6. ¿Cuál de las siguientes decisiones de la dirección de producción será la última que deberé tomar?
Respuesta: d) Planificación y control de la producción.

7. Cuando se programa la producción según la teoría de las restricciones:
Respuesta: c) Basamos la programación en los cuellos de botella.

8. De las siguientes reglas para asignar trabajos, indica la que está relacionada con el orden de llegada de los productos:
Respuesta: d) FCFS.

9. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es VERDADERA? Si en el maestro de materiales T = 2, para una semana concreta:
Respuesta: c) Debo lanzar un pedido que cubra las necesidades de la semana en curso y la siguiente semana.

10. El punto de partida para desarrollar la planificación agregada es:
Respuesta: b) La previsión de la demanda de una familia de productos.

Bloque 3: Planificación Agregada y Sistemas ERP

1. Para desarrollar mi planificación agregada, además de mi estructura de costes, necesito los siguientes datos:
Respuesta: a) Información general sobre jornada laboral y mano de obra, etc.

2. Cuando adapto mi capacidad productiva a la demanda estoy siguiendo:
Respuesta: c) Estrategia de seguimiento de la demanda o de caza.

3. El orden de un proceso de planificación sería:
Respuesta: a) Planificación agregada, MPS y MRP.

4. El resultado del programa maestro (MPS) es:
Respuesta: c) Desagrega el plan agregado de producción para cada producto de la familia.

5. Señala la información FALSA acerca de la programación de la producción:
Respuesta: b) Tiene un horizonte temporal medio.

6. ¿Cuál de las siguientes decisiones de la dirección de producción será la última que deberé tomar?
Respuesta: a) Planificación de los materiales.

7. La producción convencional:
Respuesta: c) Optimiza todos y cada uno de los puestos de trabajo.

8. De las siguientes reglas para asignar trabajos, indica la que está relacionada con el tiempo de transformación:
Respuesta: c) SPT (Shortest Processing Time).

9. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es VERDADERA? Una lotificación “lote por lote” implica:
Respuesta: c) Lanzar un pedido de un tamaño igual a las unidades obtenidas en las necesidades netas.

10. El punto de partida para desarrollar la planificación agregada es:
Respuesta: b) La previsión de la demanda de una familia de productos.

1. Para desarrollar mi MPS es necesario desarrollar primero mi MRP:
Respuesta: b) Falso.

2. Selecciona cuál de los siguientes elementos no es una entrada del MRP:
Respuesta: d) Planificación agregada de la producción.

3. En nuestra lista de materiales (BOM) encontraremos:
Respuesta: d) Un registro que muestra cómo se fabrica un producto.

4. La planificación de las necesidades de materiales es una decisión estratégica de la dirección de producción:
Respuesta: b) Falso.

5. El MRP utiliza los resultados del MPS para, entre otras cosas, planificar la compra de materiales a proveedores:
Respuesta: a) Verdadero.

6. El resultado del programa maestro (MPS) es:
Respuesta: c) Desagrega el plan agregado de producción para cada producto de la familia.

7. La liberación de órdenes planificadas es:
Respuesta: a) Los pedidos planificados considerando el plazo de entrega / fabricación.

8. Los sistemas ERP son una evolución de los MRP que incorporan:
Respuesta: c) La relación entre ventas y operaciones.

9. El orden de un proceso de planificación sería:
Respuesta: a) Planificación agregada, MPS y MRP.

10. Para desarrollar mi planificación agregada, además de mi estructura de costes, necesito los siguientes datos:
Respuesta: a) Información general sobre la jornada laboral y mano de obra, etc.

11. Cuando adapto mi capacidad productiva a la demanda estoy siguiendo:
Respuesta: c) Estrategia de seguimiento de la demanda o de caza.

12. Señala la información FALSA acerca de la programación de la producción:
Respuesta: b) Tiene un horizonte temporal medio.

13. ¿Cuál de las siguientes decisiones de la dirección de producción será la última que deberé tomar?
Respuesta: a) Planificación de los materiales.

14. La producción convencional:
Respuesta: c) Optimiza todos y cada uno de los puestos de trabajo.

15. De las siguientes reglas para asignar trabajos, indica la que está relacionada con el tiempo de transformación:
Respuesta: c) SPT.

16. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es VERDADERA? Una lotificación “lote por lote” implica:
Respuesta: c) Lanzar un pedido de un tamaño igual a las unidades obtenidas en las necesidades.

17. El punto de partida para desarrollar la planificación agregada es:
Respuesta: b) La previsión de la demanda de una familia de productos.

18. El objetivo de la planificación agregada es satisfacer la demanda:
Respuesta: c) Minimizando el coste total.

19. ¿Qué enfoques se pueden distinguir en la planificación agregada cuándo actúo sobre la capacidad?
Respuesta: a) Estrategia de caza y de nivelación de la producción.