Libro: Investigación de Operaciones: Algoritmos y Aplicaciones,Wayne Winston
Indice: 1. Introducción a la construcción de modelos 2. Álgebra lineal básica 3. Introducción a la programación lineal 4. Algoritmo símplex y la programación por objetivos 5. Análisis de sensibilidad: un enfoque aplicado 6. Análisis de sensibilidad y dualidad 7. Problemas de transporte, asignación y transbordo 8. Modelos de red 9. Programación con enteros 10. Temas avanzados de programación lineal 11. Programación no lineal 12. Repaso de cálculo y probabilidad 13. Toma de decisiones bajo incertidumbre 14. Teoría de juegos 15. Modelos deterministas de inventario y cantidad económica de pedido 16. Modelos probabilísticos de inventario 17. Cadenas de Markov 18. Programación dinámica determinista 19. Programación dinámica probabilística 20. Teoría de colas 21. Simulación 22. Simulación con proceso de modelado 23. Simulación en hoja de cálculo con la extensión @Risk de Excel 24. Modelos de pronósticos. Liga: http://www.mediafire.com/download/5jsws2gv7anuzn3/investigacion_de_operaciones.pdf Sacado de http://ingenieriaindustrialmexico.blogspot.mx/2011/03/libro-investigacion-de-operaciones.html?showComment=1415682967601#c3335425177499989415
Tal como se puede observar en el módulo de Estudio del Trabajo el ciclo de tiempo del trabajo puede aumentar a causa de un mal diseño del producto, un mal funcionamiento del proceso o por tiempo improductivo imputable a la dirección o a los trabajadores. ElEstudio de Métodoses la técnica por excelencia para minimizar la cantidad de trabajo, eliminar los movimientos innecesarios y substituir métodos. La medición del trabajo a su vez, sirve para investigar, minimizar y eliminar el tiempo improductivo, es decir, el tiempo durante el cual no se genera valor agregado.
Una función adicional de la Medición del Trabajo es la fijación de tiempos estándar (tiempos tipo) de ejecución, por ende es una herramienta complementaria en la misma Ingeniería de Métodos, sobre todo en las fases de definición e implantación. Además de ser una herramienta invaluable del costeo de las operaciones.
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Así como en el estudio de métodos, en la medición del trabajo es necesario tener en cuenta una serie de consideraciones humanas que nos permitan realizar el estudio de la mejor manera, dado que lamentablemente la medición del trabajo , particularmente el estudio de tiempos, adquirieron mala fama hace años, más aún en los círculos sindicales, dado que estas técnicas al principio se aplicaron con el objetivo de reducir el tiempo improductivo imputable al trabajador, y casi que pasando por alto cualquier falencia imputable a la dirección.
En el devenir de un Ingeniero Industrial muchas serán las ocasiones en las que requerirá de alguna técnica de medición del trabajo. En el proceso de fijación del los tiempos estándar quizá sea necesario emplear la medición para:
Comparar la eficacia de varios métodos, los cuales en igualdad de condiciones el que requiera de menor tiempo de ejecución será el óptimo.
Repartir el trabajo dentro de los equipos, con ayuda de diagramas de actividades múltiples. Con el objetivo de efectuar un balance de los procesos.
Determinar el número de máquinas que puede atender un operario.
Una vez el tiempo estándar (tipo) se ha determinado, este puede utilizarse para:
Obtener la información de base para el programa de producción.
Obtener información en que basar cotizaciones, precios de venta y plazos de entrega.
Fijar normas sobre el uso de la maquinaria y la mano de obra.
Obtener información que permita controlar los costos de la mano de obra (incluso establecer planes de incentivos) y mantener costos estándar.
Procedimiento básico sistemático para realizar una Medición del Trabajo
Las etapas necesarias para efectuar sistemáticamente la medición del trabajo son:
SELECCIONAR
El trabajo que va a ser objeto de estudio.
REGISTRAR
Todos los datos relativos a las circunstancias en que se realiza el trabajo, a los métodos y a los elementos de actividad que suponen.
EXAMINAR
Los datos registrados y el detalle de los elementos con sentido crítico para verificar si se utilizan los métodos y movimientos más eficaces, y separar los elementos improductivos o extraños de los productivos.
MEDIR
La cantidad de trabajo de cada elemento, expresándola en tiempo, mediante la técnica más apropiada de medición del trabajo.
COMPILAR
El tiempo estándar de la operación previendo, en caso de estudio de tiempos con cronómetro, suplementos para breves descansos, necesidades personales, etc.
DEFINIR
Con precisión la serie de actividades y el método de operación a los que corresponde el tiempo computado y notificar que ese será el tiempo estándar para las actividades y métodos especificados.
Estas etapas deberán seguirse en su totalidad cuando el objetivo de la medición sea fijar tiempos estándar (tiempos tipo).
Técnicas de Medición del Trabajo
Cuando mencionábamos que el término Medición del Trabajo no era equivalente al término Estudio de Tiempos, nos referíamos a que el Estudio de Tiempos es tan solo una de las técnicas contenidas en el conjunto "Medición". Las principales técnicas que se emplean en la medición del trabajo son:
SEIS SIGMA es una metodología de mejora de procesos, centrada en la reducción de la variabilidad de los mismos, consiguiendo reducir o eliminar los defectos o fallos en la entrega de un producto o servicio al cliente. La meta de 6 Sigma es llegar a un máximo de 3,4defectos por millón de eventos u oportunidades (DPMO), entendiéndose como defecto cualquier evento en que un producto o servicio no logra cumplir los requisitos del cliente.1
Seis sigma utiliza herramientas estadísticas para la caracterización y el estudio de los procesos, de ahí el nombre de la herramienta, ya que sigma es la desviación típica que da una idea de la variabilidad en un proceso y el objetivo de la metodología seis sigma es reducir ésta de modo que el proceso se encuentre siempre dentro de los límites establecidos por los requisitos del cliente.
Obtener 3,4 defectos en un millón de oportunidades es una meta bastante ambiciosa pero lograble. Se puede clasificar la eficiencia de un proceso con base en su nivel de sigma:
1 sigma= 690.000 DPMO = 31% de eficiencia
2 sigma= 308.538 DPMO = 69% de eficiencia
3 sigma= 66.807 DPMO = 93,3% de eficiencia
4 sigma= 6.210 DPMO = 99,38% de eficiencia
5 sigma= 233 DPMO = 99,977% de eficiencia
6 sigma= 3,4 DPMO = 99,99966% de eficiencia
Porcentajes obtenidos asumiendo una desviación del valor nominal de 1,5 sigma.
Por ejemplo, si tengo un proceso para fabricar ejes que deben tener un diámetro de 15 +/-1 mm para que sean buenos para mi cliente, si mi proceso tiene una eficiencia de 3 sigma, de cada millón de ejes que fabrique, 66.800 tendrán un diámetro inferior a 14 o superior a 16mm, mientras que si mi proceso tiene una eficiencia de 6 sigma, por cada millón de ejes que fabrique, tan solo 3,4 tendrán un diámetro inferior a 14 o superior a 16mm.
Dentro de los beneficios que se obtienen del Seis Sigma están: mejora de la rentabilidad y la productividad. Una diferencia importante con relación a otras metodologías es laorientación al cliente.
Hoy en día el desarrollo sustentable y la ecología industrial se han hecho muy importantes para ser competitivo en la industria.
Cada vez más empresas le apuestan a realizar ahorros mediante medios ecológicas, lámparas ahorradoras de luz, celdas solares, plantas de tratamiento de agua, reducción a energéticos.
Algunas empresas se benefician con técnicas de lean manufacturing ya que al reducir desperdicios ayudan al medio ambiente...
Kaizen(改善, ‘cambio a mejor’ o ‘mejora’ enjaponés), en el uso común de su traducción al castellano, significa “mejora continua” o “mejoramiento continuo”, y su metodología de aplicación es conocida como la MCCT: La Mejora Continua hasta la Calidad Total.
En su contexto este artículo trata de Kaizen como una estrategia o metodología de calidad en la empresa y en el trabajo, tanto individual como colectivo. Kaizen es hoy una palabra muy relevante en varios idiomas, ya que se trata de la filosofía asociada al casi todos los sistemas de produccíon industrial en el mundo.
SMED
“¡Hoy mejor que ayer, mañana mejor que hoy!” es la base de la milenaria , y su significado es que siempre es posible hacer mejor las cosas. En la cultura japonesa está implantado el concepto de que ningún día debe pasar sin una cierta mejora.
Durante los años 1950, en Japón, la ocupación de las fuerzas militares estadounidenses trajo consigo expertos en métodos estadísticos de Control de calidad de procesos que estaban familiarizados con los programas de entrenamiento denominados TWI (Training Within Industry), cuyo propósito era proveer servicios de consultoría a las industrias relacionadas con la Guerra.
Los programas TWI durante la posguerra se convirtieron en instrucción a la industria civil japonesa, en lo referente a métodos de trabajo (control estadístico de procesos). Estos conocimientos metodológicos los impartieron William Edwards Deming y Joseph Juran; y fueron muy fácilmente asimilados por los japoneses. Es así como se encontraron lainteligencia emocional de los orientales (la milenaria filosofía de superación), y la inteligencia racional de los occidentales y dieron lugar a lo que ahora se conoce como la estrategia de mejora de la calidad Kaizen. La aplicación de esta estrategia a su industria llevó al país a estar entre las principales economías del mundo.
Este concepto filosófico, elemento del acervo cultural del Japón, se lo lleva a la práctica y no sólo tiene por objeto que tanto la compañía como las personas que trabajan en ella se encuentren bien hoy, sino que la empresa es impulsada con herramientas organizativas para buscar siempre mejores resultados.
Partiendo del principio de que el tiempo es el mejor indicador aislado de competitividad, actúa en grado óptimo al reconocer y eliminar desperdicios en la empresa, sea en procesos productivos ya existentes o en fase de proyecto, de productos nuevos, del mantenimiento de máquinas o incluso de procedimientos administrativos.
Su metodología trae consigo resultados concretos, tanto cualitativos como cuantitativos, en un lapso relativamente corto y a un bajo costo (por lo tanto, aumenta el beneficio) apoyado en la sinergia que genera el trabajo en equipo de la estructura formada para alcanzar las metas establecidas por la dirección de la compañía.
Fue Kaoru Ishikawa el que retomó este concepto para definir como la mejora continua o Kaizen, se puede aplicar a los procesos, siempre y cuando se conozcan todas las variables del proceso.
Lean manufacturing (‘producción ajustada’, ‘manufactura esbelta’, ‘producción limpia’ o ‘producción sin desperdicios’) es un modelo de gestión enfocado a la creación de flujo para poder entregar el máximo valor para los clientes, utilizando para ello los mínimos recursos necesarios: es decir ajustados (lean en inglés).
Eliminando el despilfarro, mejora la calidad y se reducen el tiempo de producción y el costo. Las herramientas lean (en inglés, ‘ágil’, ‘esbelto’ o ‘sin grasa’) incluyen procesos continuos de análisis (llamadas kaizen en japonés), producción pull (‘disuasión e incentivo’, en el sentido del término japonés kanban), y elementos y procesos «a prueba de fallos» (poka yoke, en japonés), todo desde el genba japonés o área de valor.
Un aspecto crucial es que la mayoría de los costes se calculan en la etapa de diseño de un producto. A menudo un ingeniero especificará materiales y procesos conocidos y seguros a expensas de otros baratos y eficientes. Esto reduce los riesgos del proyecto, o lo que es lo mismo, el coste según el ingeniero, pero a base de aumentar los riesgos financieros y disminuir los beneficios. Las buenas organizaciones desarrollan y repasan listas de verificación para validar el diseño del producto.
Calidad perfecta a la primera: búsqueda de cero defectos, detección y solución de los problemas en su origen.
Minimización del despilfarro: eliminación de todas las actividades que no son de valor añadido y redes de seguridad, optimización del uso de los recursos escasos (capital, gente y espacio).
Mejora continua: reducción de costes, mejora de la calidad, aumento de la productividad y compartir la información.
Procesos "pull": los productos son tirados (en el sentido de solicitados) por el cliente final, no empujados por el final de la producción.
Flexibilidad: producir rápidamente diferentes mezclas de gran variedad de productos, sin sacrificar la eficiencia debido a volúmenes menores de producción.
Construcción y mantenimiento de una relación a largo plazo con los proveedores tomando acuerdos para compartir el riesgo, los costes y la información.
Lean es básicamente todo lo concerniente a obtener las cosas correctas en el lugar correcto, en el momento correcto, en la cantidad correcta, minimizando el despilfarro, siendo flexible y estando abierto al cambio.
Especificar el Valor para los clientes (eliminar desperdicios). No debemos pensar por los clientes. El cliente paga por las cosas que cree que tienen valor y no por las cosas que pensamos que son valiosas. Las actividades de valor añadido son aquellas que el cliente está dispuesto a pagar por ellas. Todas las otras son desperdicios (MUDA).
Identificar el mapa de la cadena de valor (VSM) para cada producto/servicio. La secuencia de actividades que permite responder a una necesidad del cliente representa un flujo de valor. Creando un "mapa" de la corriente de valor, es posible identificar aquellas actividades que no agregan valor, desde el punto de vista del cliente, a fin de poder eliminarlas.
Favorecer el flujo (sin interrupción). Debemos lograr un movimiento continuo del producto/servicio a través de la corriente de valor. Por ello, tenemos que reducir los tiempos de demora en el flujo de valor quitando los obstáculos en el proceso.
Dejar que los clientes tiren la producción (sistema PULL). La aplicación del Flujo y del Pull generan una respuesta más rápida y exacta con un menor esfuerzo y menores desperdicios. Permite producir sólo lo que el cliente pide y evita la generación de un stock innecesario.
Perseguir la perfección (mejora continua). Hay que seguir trabajando constantemente para conseguir unos ciclos de producción mas cortos, obtener la producción ideal (calidad y cantidad), focalizar los esfuerzos en el valor para el cliente. "Ninguna máquina o proceso llegará a un punto a partir del cual no se puede seguir mejorando" (Sakichi Toyoda - 1890).
¿Qué es Poka-Yoke?Poka-Yoke es una herramienta procedente de Japón que significa “a prueba de errores”. Lo que se busca con esta forma de diseñar los procesos es eliminar o evitar equivocaciones ya sean de ámbito humano o automatizado. Este sistema se puede implantar también para facilitar la detección de errores.
Si nos centramos en las operaciones que se realizan durante la fabricación de un producto, estas pueden tener muchas actividades intermedias y el producto final puede estar formado por un gran número de piezas. Durante estas actividades, puede haber ensamblajes y otras operaciones que suelen ser simples pero muy repetitivas. En estos casos, el riesgo de cometer algún error es muy alto, independientemente de la complejidad de las operaciones. Los “Poka-Yokes” ayudan a minimizar este riesgo con medidas sencillas y baratas.
El sistema Poka-Yoke puede diseñarse para prevenir los errores o para advertir sobre ellos:
1- Función de control:
En este caso se diseña un sistema para impedir que el error ocurra. Se busca la utilización de formas o colores que diferencien cómo deben realizarse los procesos o como deben encajar la piezas.
2- Función de advertencia:
En este caso asumimos que el error puede llegar a producirse, pero diseñamos un dispositivo que reaccione cuando tenga lugar el fallo para advertir al operario de que debe corregirlo. Por ejemplo, esto se puede realizar instalando barreras fotoeléctricas, sensores de presión, alarmas, etc.
- Un diseño que sólo permita conectar las piezas de la forma correcta. Si lo intentas encajar al revés o en un sitio equivocado las piezas no encajarán.
- Códigos de colores. Por ejemplo en los conectores de los ordenadores, cada tipo de conexión tiene un color diferente para facilitar su montaje.
- Flechas e indicaciones del tipo “a-> <-a“, “b-> <-b“… para indicar dónde va encajada cada pieza y cuál es su orientación.
Las ventajasusar un sistema Poka-Yoke son las siguientes:
- Se elimina el riesgo de cometer errores en las actividades repetitivas (producción en cadena…) o en las actividades donde los operarios puedan equivocarse por desconocimiento o despiste (montaje de ordenadores…).
- El operario puede centrarse en las operaciones que añadan más valor, en lugar de dedicar su esfuerzo a comprobaciones para la prevención de errores o a la subsanación de los mismos.
- Implantar un Poka-Yoke supone mejorar la calidad en su origen, actuando sobre la fuente del defecto, en lugar de tener que realizar correcciones, reparaciones y controles de calidad posteriores.
- Se caracterizan por ser soluciones simples de implantar y muy baratas.
El concepto de Poka-Yoke tiene como misión apoyar al trabajador en sus actividades rutinarias. En el caso en que el dispositivo forme parte del funcionamiento de una máquina, es decir, que sea la máquina la que realiza las tareas, estaremos hablando de otro concepto similar: “jidoka” (automatización “con un toque humano”).
Consiste en la integración de las diferentes áreas funcionales (que conforman la solución de una instalación logística) en un edificio único. Abarca no sólo el arreglo y composición de las secciones funcionales internas a dicho edificio (lo que se encuentra dentro de las cuatro paredes), sino también las demás áreas externas. Esto último también se distingue como diseño de masterplan. Estos modos de aproximación difieren si el layout se diseñará a partir de un predio existente o no, si ya existe una nave, si las alturas de los espacios están restringidas, si ya están construidos los accesos al predio, si existen edificios que no pueden reubicarse y una larga lista de condiciones.
¿Qué se recomienda antes de iniciar?
Lo mejor es reflexionar y encontrar un método que simplifique y sustente la solución final, así como recortar el árbol de alternativas posibles de un modo lógico y estructurado. Para ello se debe reunir la mayor información posible. Tómese un tiempo antes de empezar con cálculos, tablas y CAD. Reflexione sobre qué pasos realizará para su diseño de layout.
¿Cuáles son las principales áreas a considerar en el diseño de layout?
Zonas de recepción y expedición, almacenamiento, preparación de pedidos (picking), control e inspección de calidad, patios de maniobra y estacionamientos, entre otros. Sin embargo, para hacer un diseño de layout completo es necesario realizar un exhaustivo listado de éstas y otras áreas que hacen la funcionalidad de la solución, como por ejemplo, área de mantenimiento, carga de baterías, sanitarios, vestidores, oficinas (de control, administrativas, vigilancia, casetas), armado de ofertas o maquilas y transferencias.
¿Qué se necesita para empezar un diseño de este tipo?
El listado antes mencionado debe incluir no sólo el dimensionado de cada una de las áreas (cuánta superficie requiero y altura), los procesos y sus horarios, sino además el equipamiento que se requerirá en cada caso: 1) Tipo de unidades de carga a manipular (pallets, tambos, cajas, bobinas, etcétera); 2) tipo de estantería y modulación (selectivo, doble profundidad, drive-in, push-back); 3) tipo de vehículos (transpaletas, montacargas, reach-trucks); 4) cantidad de personal; 5) condiciones ambientales; 6) nivel de iluminación; 7) servicios y suministros; 8) elementos de seguridad, y 9) otros, según el destino.
¿Qué es importante jerarquizar?
Ls relaciones funcionales (importancia, frecuencia, seguridad), flujos de materiales y procesos, dentro y entre dichas áreas, para determinar su proximidad o lejanía física, por medio de diagramas de flujo o matrices funcionales.
¿Cuáles son los criterios más relevantes para el diseño de layout?
Encontrar posibles sinergias de utilización entre diferentes áreas nos permitirá reducir superficies: quizás algunas áreas se utilizan únicamente durante algunas horas en el día, quedando disponibles para otras actividades, por ejemplo, andenes de recibo y expedición simultáneos.
¿Cómo deben ser las áreas más importantes?
Deberán ser lo más regulares, simétricas posibles e intentar mantener un perímetro rectangular. Esto facilita la visualización de la instalación tanto para la gestión como para su operación. En cada caso se analizará la conveniencia de acceder a las mismas por los lados menores o los mayores. Coordinar la estructura del edificio (pisos, columnas) y sus instalaciones (existentes o las que se propongan) con las áreas funcionales, de modo que unos sean múltiplos de otras, facilitando la flexibilidad de la solución (reubicación, crecimiento futuro).
¿Qué es más importante, unos centímetros adicionales en los pasillos o algunos pallets más para almacenar?
En general, priorizar el espacio de circulación frente al de almacenamiento, cuando sea necesario ajustar pasillos o áreas de maniobra (es preferible ganar centímetros a un pasillo que a las estanterías). Muchas veces lo que se gana en almacenamiento se pierde por la lentitud de la operación, daños a los equipos, estanterías y accidentes. Además, es más difícil encontrar cirujanos de precisión entre los montacarguistas.
¿Cómo es preciso planificar?
Planificar los pasos y los sentidos de circulación entre áreas evitando cuellos de botella o cruces conflictivos allí donde se prevean flujos elevados o muy frecuentes. Considere el efecto del cambio de turno. Recordar que por los pisos circulan vehículos y personas, previendo la señalización y separación clara entre ellos, o al menos, definir los espacios para prevenir accidentes.
¿Cuál es la configuración óptima de un layout?
En función de las operaciones que se planee desarrollar y de su volumen. Para un almacén que contendrá mercancía paletizada con un ABC muy marcado y donde prevalece el movimiento de pallets completos, una configuración de flujo en “U” (un único frente de recepción y expedición) optimiza los recorridos y ocupación de los montacargas. Para una plataforma donde el cruce de andén es característico, el flujo en “l” (recepción y expedición en frentes opuestos) facilita el control de los diferentes procesos. También existen configuraciones mixtas, pero la selección final dependerá de un análisis detallado de los recorridos, espacio disponible, sentido de las ampliaciones, fases de implementación, etcétera.
¿Cómo debo considerar las ampliaciones futuras?
Debe planificar las futuras áreas de expansión o crecimiento para garantizar el menor cambio a las áreas o instalaciones existentes o construidas en una primera fase, simplificando la construcción, el montaje y arranque de las áreas futuras. Como regla general, plantee el crecimiento en el sentido de la mayor longitud de su nave. De este modo puede crecer por módulos regulares, hacer más flexibles las etapas de ampliación e interferir lo menos posible con las instalaciones (pluviales, desagües, eléctricas). Preste atención a las cámaras de refrigeración y en particular las de congelación, pues sus pisos son especiales y debe evitar en el futuro tener que romper los pisos ya construidos.
¿Cuándo es mejor emplear patios de maniobra con muelles en diente de sierra?
Comparados con los patios con muelles perpendiculares, los andenes en diente de sierra permiten patios con menor desarrollo en su profundidad, pero mayor desarrollo en longitud y con una facilidad extra para el estacionamiento de los camiones (siempre y cuando estén en el sentido de circulación correcto). Pero la ejecución de estos muelles, los pisos, aleros y cerramientos del edificio requieren mayor cuidado y calidad. Son adecuados si existe poca disponibilidad de terreno, y si es factible mantener un único sentido de circulación en el patio… y si este sentido es de derecha a izquierda (mirando desde los muelles).
¿Dónde conviene ubicar las oficinas?
Lo más importante es poder controlar el ingreso y egreso de personal y lograrlo a través de un único punto en la instalación, así como al pasar de una área a otra. Esto aplica también para el flujo de ingreso de personal desde el exterior hasta las oficinas, y separando cuando sea posible el flujo de quienes trabajan en la instalación y quienes visitan la misma (proveedores, clientes), tanto de las personas como de sus vehículos (estacionamientos separados, evitar cruces de calles internas).
¿Qué elementos deben tener estas instalaciones?
Si existe el espacio, conviene ubicarlas en un edificio separado (pero cercano o junto) a la nave principal, para permitir independencia constructiva (mayor rapidez) y mejorar las condiciones de trabajo: accesos, iluminación natural, ventilación, comedores con áreas descubiertas, incluso para aprovechar las mejores vistas del entorno. Si no existe espacio, y tiene altura libre suficiente (más de seis metros), considere ubicarlas sobre los andenes. Sin embargo, disponga las columnas de modo que no le obstruyan y dificulten la maniobra.
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