Gestión de operaciones

Antes de la Primera Revolución Industrial , el trabajo se realizaba principalmente a través de dos sistemas: el sistema doméstico y los gremios artesanales . En el sistema doméstico, los comerciantes llevaban los materiales a los hogares donde los artesanos realizaban el trabajo necesario; los gremios artesanales, por otro lado, eran asociaciones de artesanos que pasaban el trabajo de un taller a otro. Por ejemplo, el cuero era curtido por un curtidor , luego pasaba a los curtidores y finalmente llegaba a los zapateros y talabarteros .

El inicio de la revolución industrial se asocia generalmente con la industria textil inglesa del siglo XVIII , con la invención de la lanzadera volante por John Kay en 1733, la máquina de hilar Jenny por James Hargreaves en 1765, la máquina de hilar hidráulica por Richard Arkwright en 1769 y la máquina de vapor por James Watt en 1765. En 1851, en la Exposición del Palacio de Cristal, se utilizó el término " sistema americano de fabricación" para describir el nuevo enfoque que se estaba desarrollando en los Estados Unidos de América , el cual se basaba en dos características centrales: piezas intercambiables y el uso extensivo de la mecanización para producirlas.

Henry Ford tenía 39 años cuando fundó la Ford Motor Company en 1903, con un capital de 28.000 dólares proveniente de doce inversores. El modelo T se presentó en 1908; sin embargo, no fue hasta que Ford implementó el concepto de la cadena de montaje que su visión de crear un automóvil popular y asequible para todos los ciudadanos estadounidenses de clase media se hizo realidad. La primera fábrica en la que Henry Ford utilizó el concepto de la cadena de montaje fue Highland Park (1913), y él mismo describió el sistema de la siguiente manera:

"Lo importante es mantener todo en movimiento y llevar el trabajo al hombre, y no al revés. Ese es el verdadero principio de nuestra producción, y las cintas transportadoras son solo uno de los muchos medios para lograr un fin" ^{[ 11 ].}

Esta se convirtió en una de las ideas centrales que condujeron a la producción en masa , uno de los elementos principales de la Segunda Revolución Industrial , junto con el surgimiento de la industria eléctrica y la industria petrolera .

La economía postindustrial fue señalada en 1973 por Daniel Bell. ^{[ 12 ]} Afirmó que la economía futura generaría más PIB y empleo proveniente del sector servicios que de la industria manufacturera, y que tendría un gran impacto en la sociedad. Dado que todos los sectores están altamente interconectados, esto no implicaba una menor importancia para la industria manufacturera, la agricultura y la minería, sino simplemente un cambio en el tipo de actividad económica.

Aunque la productividad se benefició considerablemente de las invenciones tecnológicas y la división del trabajo, el problema de la medición sistemática del desempeño y su cálculo mediante fórmulas permaneció relativamente inexplorado hasta Frederick Taylor , cuyo trabajo inicial se centró en desarrollar lo que él denominó un "sistema de pago diferencial por pieza" ^{[ 13 ]} y una serie de experimentos, mediciones y fórmulas relacionadas con el corte de metales ^{[ 14 ]} y el trabajo manual. ^{[ 15 ]} El sistema de pago diferencial por pieza consistía en ofrecer dos tarifas de pago diferentes por realizar un trabajo: una tarifa más alta para los trabajadores con alta productividad (eficiencia) y que producían bienes de alta calidad (eficacia) y una tarifa más baja para aquellos que no alcanzaban el estándar. Uno de los problemas que Taylor creía que se podían resolver con este sistema era el problema de la reducción de la productividad : los trabajadores más rápidos reducían su ritmo de producción al del trabajador más lento.

En 1911, Taylor publicó su obra " Los principios de la administración científica " ^{[ 16 ]} , en la que caracterizó la administración científica (también conocida como taylorismo ) como:

1. El desarrollo de una verdadera ciencia ;
2. La selección científica del trabajador;
3. La formación científica y el desarrollo del trabajador;
4. Cooperación estrecha y cordial entre la dirección y los trabajadores.

A Taylor también se le atribuye el desarrollo del estudio del tiempo con cronómetro . Esto, combinado con el estudio del movimiento de Frank y Lillian Gilbreth , dio paso al estudio del tiempo y el movimiento , que se centra en los conceptos de método estándar y tiempo estándar . Frank Gilbreth también es responsable de introducir el diagrama de flujo de procesos en 1921. ^{[ 17 ]} Otros contemporáneos de Taylor que vale la pena recordar son Morris Cooke (electrificación rural en la década de 1920 e implementador de los principios de administración científica de Taylor en el Departamento de Obras Públicas de Filadelfia), Carl Barth (reglas de cálculo de velocidad y avance) y Henry Gantt (diagrama de Gantt). También en 1910 Hugo Diemer publicó el primer libro de ingeniería industrial : Organización y administración de fábricas .

En 1913, Ford Whitman Harris publicó un artículo sobre "Cuántas piezas fabricar a la vez", en el que presentó la idea del modelo de cantidad económica de pedido . Describió el problema de la siguiente manera:

" Los intereses sobre el capital inmovilizado en salarios , materiales y gastos generales establecen un límite máximo a la cantidad de piezas que se pueden fabricar de forma rentable a la vez; los " costos de preparación " en el trabajo fijan el mínimo. La experiencia le ha mostrado a un gerente una manera de determinar el tamaño económico de los lotes." ^{[ 18 ]}

Harris describió su teoría como "razonablemente correcta", aunque "no rigurosamente precisa". ^{[ 18 ]} Su artículo inspiró un amplio conjunto de literatura matemática centrada en el problema de la planificación de la producción y el control de inventarios .

En 1924, Walter Shewhart introdujo el gráfico de control mediante un memorándum técnico mientras trabajaba en los Laboratorios Bell . Un aspecto central de su método fue la distinción entre la causa común y la causa especial de variación. En 1931, Shewhart publicó su obra Control económico de la calidad del producto manufacturado, ^{[ 19 ]} el primer tratamiento sistemático ^{[ 20 ]} del tema del control estadístico de procesos (CEP). Definió el control:

"Para nuestros propósitos actuales, diremos que un fenómeno está controlado cuando, mediante el uso de la experiencia pasada, podamos predecir, al menos dentro de ciertos límites , cómo se espera que varíe dicho fenómeno en el futuro. Aquí se entiende que la predicción dentro de ciertos límites significa que podemos indicar, al menos de forma aproximada, la probabilidad de que el fenómeno observado se encuentre dentro de los límites dados." ^{[ 19 ]}

En la década de 1940, HB Maynard , JL Schwab y GJ Stegemerten desarrollaron el método de medición de tiempo de movimiento (MTM). El MTM fue el primero de una serie de sistemas de tiempo de movimiento predeterminados , en el sentido de que las estimaciones de tiempo no se determinan in situ, sino que se derivan de un estándar industrial. Sus creadores explicaron esto en un libro que publicaron en 1948 titulado Methods-Time Measurement (Medición de tiempo de métodos ).

La medición del tiempo de los métodos se puede definir de la siguiente manera:

La medición del tiempo mediante métodos es un procedimiento que analiza cualquier operación o método manual, descomponiéndolo en los movimientos básicos necesarios para realizarlo, y asigna a cada movimiento un estándar de tiempo predeterminado, que viene determinado por la naturaleza del movimiento y las condiciones en las que se realiza.

Así pues, puede verse que la medición del tiempo de los métodos es básicamente una herramienta de análisis de métodos que proporciona respuestas en términos de tiempo sin necesidad de realizar estudios de tiempo con cronómetro. ^{[ 21 ]}

Hasta este punto de la historia, las técnicas de optimización se conocían desde hacía mucho tiempo, desde los métodos simples empleados por Harris hasta las técnicas más elaboradas del cálculo de variaciones desarrollado por Euler en 1733 o los multiplicadores empleados por Lagrange en 1811, y las computadoras se desarrollaban lentamente, primero como computadoras analógicas por Sir William Thomson (1872) y James Thomson (1876) pasando a las computadoras electromecánicas de Konrad Zuse (1939 y 1941). Sin embargo, durante la Segunda Guerra Mundial , el desarrollo de la optimización matemática recibió un gran impulso con el desarrollo de la computadora Colossus , la primera computadora digital electrónica totalmente programable, y la posibilidad de resolver computacionalmente grandes problemas de programación lineal , primero por Kantorovich ^{[ 22 ]} en 1939 trabajando para el gobierno soviético y más tarde en 1947 con el método simplex de Dantzig . Estos métodos se conocen hoy como pertenecientes al campo de la investigación de operaciones .

A partir de este momento, se produjo un desarrollo curioso: mientras que en Estados Unidos la posibilidad de aplicar la informática a las operaciones comerciales condujo al desarrollo de arquitecturas de software de gestión como MRP y sus sucesivas modificaciones, y a técnicas de optimización cada vez más sofisticadas y software de simulación de fabricación , en el Japón de la posguerra una serie de acontecimientos en Toyota Motor condujeron al desarrollo del Sistema de Producción Toyota (TPS) y la producción ajustada (lean manufacturing ).

En 1943, en Japón, Taiichi Ohno llegó a Toyota . Toyota desarrolló un sistema de fabricación único centrado en dos nociones complementarias: justo a tiempo (producir solo lo que se necesita) y automatización (automatización con toque humano). Respecto al JIT, Ohno se inspiró en los supermercados estadounidenses : ^{[ 23 ]} las estaciones de trabajo funcionaban como un estante de supermercado donde el cliente puede obtener los productos que necesita, en el momento que los necesita y en la cantidad necesaria, y luego se reabastece la estación de trabajo (estante). La automatización fue desarrollada por Sakichi Toyoda en Toyoda Spinning and Weaving: un telar activado automáticamente que también era a prueba de fallos, que detectaba automáticamente los problemas. En 1983, JN Edwards publicó su "MRP y Kanban al estilo estadounidense" en el que describió los objetivos del JIT en términos de siete ceros: ^{[ 24 ]} cero defectos, cero tamaño de lote (excedente), cero configuraciones, cero averías, cero manipulación, cero tiempo de entrega y cero aumentos repentinos. Este período también marca la difusión de la gestión de calidad total (GCT) en Japón, ideas desarrolladas inicialmente por autores estadounidenses como Deming , Juran y Armand V. Feigenbaum . ^{[ 25 ]} La GCT es una estrategia para implementar y gestionar la mejora de la calidad a nivel organizacional, lo que incluye: participación, cultura laboral, enfoque en el cliente, mejora de la calidad de los proveedores e integración del sistema de calidad con los objetivos empresariales. ^{[ 20 ]} Schnonberger identificó siete principios fundamentales esenciales para el enfoque japonés:

1. Control de procesos: Control estadístico de procesos (CEP) y responsabilidad del trabajador sobre la calidad.
2. Calidad fácilmente visible: placas, indicadores, medidores, etc. y poka-yoke.
3. Insistencia en el cumplimiento: "la calidad ante todo"
4. Parada de línea: detenga la línea para corregir problemas de calidad.
5. Corregir los propios errores: un trabajador arregló una pieza defectuosa si la produjo.
6. La verificación al 100%: técnicas de inspección automatizadas y máquinas infalibles.
7. Mejora continua: idealmente cero defectos. ^{[ 26 ]}

Mientras tanto, en los años sesenta, George W. Plossl y Oliver W. Wight desarrollaron un enfoque diferente, ^{[ 27 ]} Joseph Orlicky continuó este enfoque como respuesta al Programa de Manufactura de TOYOTA, lo que llevó a la planificación de requerimientos de materiales (MRP) en IBM , que cobró impulso en 1972 cuando la Sociedad Estadounidense de Control de Producción e Inventario lanzó la "Cruzada MRP". Una de las ideas clave de este sistema de gestión fue la distinción entre demanda dependiente y demanda independiente . La demanda independiente es la que se origina fuera del sistema de producción, por lo tanto no es directamente controlable, y la demanda dependiente es la demanda de componentes de productos finales, por lo tanto, está sujeta a ser directamente controlable por la gerencia a través de la lista de materiales , mediante el diseño del producto . Orlicky escribió "Planificación de requerimientos de materiales" en 1975, ^{[ 28 ]} el primer libro de tapa dura sobre el tema. ^{[ 27 ]} Gene Thomas desarrolló MRP II en IBM, y amplió el software MRP original para incluir funciones de producción adicionales. La planificación de recursos empresariales (ERP) es la arquitectura de software moderna que abarca, además de las operaciones de producción, la distribución , la contabilidad , los recursos humanos y las compras .

También se estaban produciendo cambios drásticos en el sector servicios. A partir de 1955, McDonald's ofreció una de las primeras innovaciones en la gestión de servicios. McDonald's se fundó sobre la idea de un enfoque de servicio basado en la producción en cadena. ^{[ 29 ]} Esto requiere un menú estándar y limitado, un proceso de producción tipo cadena de montaje en la trastienda y un servicio al cliente de alta calidad en el salón, caracterizado por la limpieza, la cortesía y la rapidez. Si bien la producción de alimentos en la trastienda se inspiraba en la fabricación, el servicio en el salón estaba definido y orientado al cliente. Fue el sistema operativo de McDonald's, tanto en la producción como en el servicio, lo que marcó la diferencia. McDonald's también fue pionero en la idea de franquiciar este sistema operativo para expandir rápidamente el negocio por todo el país y, posteriormente, por todo el mundo. ^{[ 30 ]}

En 1971, FedEx ofreció el primer servicio de entrega de paquetes al día siguiente en Estados Unidos. Este servicio se basaba en la innovadora idea de trasladar todos los paquetes al aeropuerto de Memphis, Tennessee, antes de la medianoche, redistribuirlos según su destino y, a la mañana siguiente, enviarlos de vuelta a numerosos lugares. Este concepto de entrega rápida de paquetes dio origen a una industria completamente nueva y, con el tiempo, permitió la entrega rápida de pedidos en línea por parte de Amazon y otros minoristas. ^{[ 31 ]}

Walmart fue pionera en la venta minorista de muy bajo costo gracias al diseño de sus tiendas y la gestión eficiente de toda su cadena de suministro. Comenzando con una sola tienda en Roger's, Arkansas, en 1962, Walmart se ha convertido en la empresa más grande del mundo. Esto se logró gracias a su sistema de entrega de productos y servicios a los clientes al menor costo posible. El sistema operativo incluía una cuidadosa selección de mercancía, abastecimiento de bajo costo, propiedad del transporte, transbordo, ubicación eficiente de las tiendas y un servicio cercano y amable al cliente. ^{[ 32 ]}

En 1987, la Organización Internacional de Normalización (ISO), reconociendo la creciente importancia de la calidad, publicó la norma ISO 9000 , un conjunto de normas relacionadas con los sistemas de gestión de la calidad. Estas normas se aplican tanto a organizaciones de fabricación como de servicios. Si bien ha habido cierta controversia respecto a los procedimientos adecuados y la cantidad de trámites administrativos necesarios, gran parte de esto ha mejorado en las revisiones actuales de la ISO 9000.

Con la llegada de Internet, en 1994 Amazon ideó un sistema de servicios de venta minorista y distribución en línea. Con este sistema, los clientes podían buscar productos que les interesaran, realizar el pedido, pagar en línea y rastrear la entrega a su domicilio en aproximadamente dos días. Esto requería no solo operaciones informáticas de gran envergadura, sino también almacenes dispersos y un sistema de transporte eficiente. El servicio al cliente, que incluye una amplia variedad de productos, servicios de devolución y entrega rápida, es fundamental para este negocio. ^{[ 33 ]} La participación del cliente en el proceso de producción y entrega del servicio es lo que distingue a todos los servicios de la manufactura.

Las tendencias recientes en este campo giran en torno a conceptos como:

• Reingeniería de procesos de negocio (lanzada por Michael Hammer en 1993 ^{[ 34 ]} ): una estrategia de gestión empresarial centrada en el análisis y el diseño de flujos de trabajo y procesos de negocio dentro de una organización. La reingeniería de procesos de negocio busca ayudar a las empresas a reestructurar radicalmente sus organizaciones, centrándose en el diseño desde cero de sus procesos de negocio.
• Los sistemas Lean son un método sistémico para la eliminación de desperdicios (" Muda ") dentro de un proceso de fabricación o servicio. Lean también considera los desperdicios generados por la sobrecarga (" Muri ") y los generados por la desigualdad en las cargas de trabajo (" Mura "). El término "fabricación Lean" se acuñó en el libro " La máquina que cambió el mundo" ^{[ 35 ]} . Posteriormente, los servicios Lean se han aplicado ampliamente.
• Six Sigma (un enfoque de calidad desarrollado en Motorola entre 1985 y 1987): Six Sigma se refiere a límites de control establecidos a seis desviaciones estándar de la media de una distribución normal . Este enfoque se hizo muy conocido después de que Jack Welch, de General Electric, lanzara una iniciativa en toda la empresa en 1995 para adoptar este conjunto de métodos en todos los procesos de fabricación, servicio y administración. Más recientemente, Six Sigma ha incorporado DMAIC (para la mejora de procesos) y DFSS (para el diseño de nuevos productos y nuevos procesos).
• Sistema de fabricación reconfigurable : un sistema de producción diseñado desde el principio para permitir cambios rápidos en su estructura, así como en sus componentes de hardware y software, con el fin de ajustar rápidamente su capacidad de producción y funcionalidad dentro de una familia de piezas en respuesta a cambios repentinos del mercado o cambios intrínsecos del sistema.
• Gestión de la producción de proyectos : la aplicación de las herramientas y técnicas analíticas desarrolladas para la gestión de operaciones, tal como se describe en la Física de Fábricas , a las actividades dentro de grandes proyectos de capital como los que se encuentran en la entrega de infraestructura civil y de petróleo y gas.

Un sistema de producción comprende tanto elementos tecnológicos (máquinas y herramientas) como comportamiento organizativo (división del trabajo y flujo de información ) necesarios para producir bienes y servicios. ^{[ 36 ]} Un sistema de producción individual se suele analizar en la literatura refiriéndose a una sola empresa; por lo tanto, suele ser inapropiado incluir en un sistema de producción dado las operaciones necesarias para procesar los bienes que se obtienen mediante la compra o las operaciones que el cliente realiza sobre los productos vendidos, la razón es simplemente que, dado que las empresas necesitan diseñar sus propios sistemas de producción, esto se convierte entonces en el foco del análisis , el modelado y la toma de decisiones (también llamado "configurar" un sistema de producción).

Clasificación

Una primera distinción posible en los sistemas de producción (clasificación tecnológica) es entre la producción de procesos continuos y la producción de piezas discretas ( fabricación ).

• La producción por procesos implica que el producto sufre transformaciones físico-químicas y carece de operaciones de ensamblaje; por lo tanto, las materias primas originales no se pueden obtener fácilmente del producto final. Algunos ejemplos son: papel , cemento , nailon y productos derivados del petróleo .
• La producción de piezas (por ejemplo, automóviles y hornos) comprende tanto sistemas de fabricación como sistemas de ensamblaje . En la primera categoría se encuentran los talleres de producción , las células de fabricación , los sistemas de fabricación flexibles y las líneas de transferencia . En la categoría de ensamblaje se encuentran los sistemas de posición fija , las líneas de ensamblaje y los talleres de ensamblaje (tanto de operación manual como automatizada). ^{[ 37 ] [ 38 ]}

Otra posible clasificación ^{[ 39 ]} se basa en el tiempo de entrega (tiempo de fabricación frente a tiempo de entrega): ingeniería bajo pedido (ETO), compra bajo pedido (PTO), fabricación bajo pedido (MTO), ensamblaje bajo pedido (ATO) y fabricación para inventario (MTS). Según esta clasificación, los distintos tipos de sistemas tendrán diferentes puntos de desacoplamiento de pedidos de clientes (CODP), lo que significa que los niveles de inventario del ciclo de trabajo en curso (WIP) son prácticamente inexistentes en lo que respecta a las operaciones ubicadas después del CODP (excepto el WIP debido a las colas). (Véase Cumplimiento de pedidos ).

El concepto de sistemas de producción puede extenderse al mundo del sector servicios teniendo en cuenta que los servicios tienen algunas diferencias fundamentales con respecto a los bienes materiales: intangibilidad, el cliente siempre presente durante los procesos de transformación, no hay existencias de "productos terminados". Los servicios pueden clasificarse según una matriz de procesos de servicio: ^{[ 40 ]} grado de intensidad de mano de obra (volumen) vs grado de personalización (variedad). Con un alto grado de intensidad de mano de obra hay servicios masivos (p. ej., pagos de facturas bancarias comerciales y escuelas estatales ) y servicios profesionales (p. ej., médicos personales y abogados ), mientras que con un bajo grado de intensidad de mano de obra hay fábricas de servicios (p. ej., aerolíneas y hoteles ) y talleres de servicios (p. ej., hospitales y mecánicos de automóviles ).

Los sistemas descritos anteriormente son tipos ideales : los sistemas reales pueden presentarse como híbridos de esas categorías. Consideremos, por ejemplo, que la producción de jeans implica inicialmente cardado , hilado , teñido y tejido , luego cortar la tela en diferentes formas y ensamblar las partes en pantalones o chaquetas combinando la tela con hilo, cremalleras y botones, finalmente terminar y desgastar los pantalones/chaquetas antes de enviarlos a las tiendas. ^{[ 41 ]} El comienzo puede verse como producción de proceso, el medio como producción de partes y el final nuevamente como producción de proceso: es improbable que una sola empresa mantenga todas las etapas de producción bajo un mismo techo, por lo tanto surge el problema de la integración vertical y la subcontratación . La mayoría de los productos requieren, desde una perspectiva de cadena de suministro , tanto producción de proceso como producción de partes.

Si un sistema de producción se ocupa de la producción de bienes y servicios, un sistema de operaciones se ocupa de su provisión . ^{[ 36 ]} No todos los modelos de gestión distinguen entre sistemas de producción y de operaciones. Cuando se distinguen, los sistemas de operaciones consideran muchos de los factores terciarios que se abstraen en los marcos de los sistemas de producción. En particular, se hace hincapié en los factores basados ​​en el servicio.

La estrategia de operaciones se refiere a las políticas y planes de uso de los recursos productivos de la empresa con el objetivo de respaldar la estrategia competitiva a largo plazo. Las métricas en la gestión de operaciones se pueden clasificar, a grandes rasgos, en métricas de eficiencia y métricas de efectividad . Las métricas de efectividad incluyen:

1. Precio (fijado en realidad por el departamento de marketing, pero limitado inferiormente por el coste de producción): precio de compra, costes de uso, costes de mantenimiento, costes de actualización, costes de eliminación.
2. Calidad : especificación y cumplimiento
3. Tiempo : tiempo de entrega productivo , tiempo de entrega de información, puntualidad
4. Flexibilidad : mezcla (capacidad para cambiar las proporciones entre las cantidades producidas en el sistema), volumen (capacidad para aumentar la producción del sistema ), gamma (capacidad para ampliar la familia de productos en el sistema)
5. Disponibilidad de stock
6. Solidez ecológica: impactos biológicos y ambientales del sistema en estudio.

Un enfoque más reciente, introducido por Terry Hill, ^{[ 46 ]} implica distinguir las variables competitivas en factores de éxito y de calificación de pedidos al definir la estrategia de operaciones. Los factores de éxito son variables que permiten diferenciar a la empresa de sus competidores, mientras que los factores de calificación de pedidos son requisitos previos para realizar una transacción. Esta perspectiva puede considerarse un enfoque unificador entre la gestión de operaciones y el marketing (véase segmentación y posicionamiento ).

La productividad es una métrica de eficiencia estándar para la evaluación de sistemas de producción, en términos generales una relación entre salidas e insumos, y puede adoptar muchas formas específicas, ^{[ 47 ]} por ejemplo: productividad de la máquina, productividad de la mano de obra, productividad de la materia prima, productividad del almacén (= rotación de inventario ). También es útil desglosar la productividad en uso U (porcentaje productivo del tiempo total) y rendimiento η (relación entre el volumen producido y el tiempo productivo) para evaluar mejor el desempeño de los sistemas de producción. Los tiempos de ciclo se pueden modelar a través de la ingeniería de fabricación si las operaciones individuales están altamente automatizadas, si el componente manual es el predominante, los métodos utilizados incluyen: estudio de tiempo y movimiento , sistemas de tiempo de movimiento predeterminados y muestreo de trabajo .

El análisis ABC es un método para analizar el inventario basado en la distribución de Pareto . Postula que, dado que los ingresos de los artículos en inventario se distribuirán según una ley de potencias , tiene sentido gestionar los artículos de manera diferente según su posición en una matriz de nivel de ingresos-inventario. Se construyen 3 clases (A, B y C) a partir de los ingresos acumulados de los artículos, de modo que en una matriz cada artículo tendrá una letra (A, B o C) asignada para los ingresos y el inventario. Este método postula que los artículos alejados de la diagonal deben gestionarse de manera diferente: los artículos en la parte superior están sujetos al riesgo de obsolescencia, los artículos en la parte inferior están sujetos al riesgo de falta de existencias .

El rendimiento es una variable que cuantifica el número de piezas producidas en la unidad de tiempo. Aunque estimar el rendimiento para un solo proceso puede ser bastante sencillo, hacerlo para todo un sistema de producción implica una dificultad adicional debido a la presencia de colas que pueden provenir de: averías de máquinas , variabilidad del tiempo de procesamiento, desperdicios, configuraciones, tiempo de mantenimiento , falta de pedidos, falta de materiales, huelgas , mala coordinación entre recursos, variabilidad de la mezcla, además de que todas estas ineficiencias tienden a acumularse dependiendo de la naturaleza del sistema de producción. Un ejemplo importante de cómo el rendimiento del sistema está vinculado al diseño del sistema son los cuellos de botella : en los talleres de trabajo los cuellos de botella suelen ser dinámicos y dependen de la programación mientras que en las líneas de transferencia tiene sentido hablar de "el cuello de botella" ya que puede asociarse unívocamente con una estación específica en la línea. Esto lleva al problema de cómo definir las medidas de capacidad , es decir, una estimación de la producción máxima de un sistema de producción dado, y la utilización de la capacidad .

La eficacia general de los equipos (OEE, por sus siglas en inglés) se define como el producto de la disponibilidad del sistema, la eficiencia del tiempo de ciclo y el índice de calidad. La OEE se utiliza habitualmente como indicador clave de rendimiento (KPI, por sus siglas en inglés) en el marco del enfoque de producción ajustada (lean manufacturing).

El diseño de la configuración de los sistemas de producción implica variables tanto tecnológicas como organizativas . Las decisiones en tecnología de producción incluyen: dimensionamiento de la capacidad , fraccionamiento de la capacidad, ubicación de la capacidad, subcontratación de procesos, tecnología de procesos, automatización de operaciones y equilibrio entre volumen y variedad (véase la matriz de Hayes-Wheelwright ). Las decisiones en el ámbito organizativo incluyen: definición de las habilidades y responsabilidades de los trabajadores , coordinación de equipos, incentivos para los trabajadores y flujo de información.

En la planificación de la producción , existe una distinción fundamental entre el enfoque de empuje y el enfoque de arrastre , incluyendo este último el enfoque singular de justo a tiempo . El enfoque de arrastre implica que el sistema de producción autoriza la producción en función del nivel de inventario; el enfoque de empuje implica que la producción se realiza en función de la demanda (prevista o actual, es decir, las órdenes de compra ). Un sistema de producción individual puede ser tanto de empuje como de arrastre; por ejemplo, las actividades previas al punto de entrega de la orden de compra (CODP) pueden funcionar bajo un sistema de arrastre, mientras que las actividades posteriores al CODP pueden funcionar bajo un sistema de empuje.

El enfoque tradicional de arrastre para el control de inventarios , se han desarrollado varias técnicas basadas en el trabajo de Ford W. Harris ^{[ 18 ]} (1913), que llegó a conocerse como el modelo de cantidad económica de pedido (EOQ). Este modelo marca el comienzo de la teoría de inventarios , que incluye el procedimiento de Wagner-Within , el modelo del vendedor de periódicos , el modelo de stock base y el modelo de período de tiempo fijo . Estos modelos generalmente implican el cálculo de existencias de ciclo y existencias de amortiguación , estas últimas generalmente modeladas como una función de la variabilidad de la demanda. La cantidad económica de producción ^{[ 48 ]} (EPQ) difiere del modelo EOQ solo en que asume una tasa de llenado constante para la pieza que se está produciendo, en lugar del reabastecimiento instantáneo del modelo EOQ.

Joseph Orlickly y otros en IBM desarrollaron un enfoque proactivo para el control de inventario y la planificación de la producción, ahora conocido como planificación de requerimientos de materiales (MRP). Este enfoque toma como entrada tanto el programa maestro de producción (MPS) como la lista de materiales (BOM) y genera como salida un cronograma para los materiales (componentes) necesarios en el proceso de producción. Por lo tanto, MRP es una herramienta de planificación para gestionar las órdenes de compra y las órdenes de producción (también llamadas órdenes de trabajo).

El MPS puede considerarse un tipo de planificación agregada para la producción que se presenta en dos variantes fundamentalmente opuestas: planes que intentan seguir la demanda y planes de nivelación que intentan mantener una utilización uniforme de la capacidad. Se han propuesto muchos modelos para resolver problemas de MPS:

• Modelos analíticos (por ejemplo, el modelo de Magee-Boodman)
• Modelos algorítmicos de optimización exacta (por ejemplo, LP e ILP )
• Modelos heurísticos (por ejemplo, el modelo de Aucamp).
• Modelos de rentabilidad de los recursos

El MRP se puede describir brevemente como un procedimiento de 3S: suma (diferentes pedidos), división (en lotes), cambio (en el tiempo según el plazo de entrega del artículo). Para evitar una "explosión" de procesamiento de datos en el MRP (número de listas de materiales requeridas en la entrada), las listas de planificación (como las listas familiares o las listas de super) pueden ser útiles, ya que permiten una racionalización de los datos de entrada en códigos comunes. El MRP tuvo algunos problemas notorios, como la capacidad infinita y los plazos de entrega fijos , lo que influyó en las sucesivas modificaciones de la arquitectura de software original en forma de MRP II , planificación de recursos empresariales (ERP) y planificación y programación avanzada (APS).

En este contexto, los problemas de planificación (secuenciación de la producción) , carga (herramientas a utilizar), selección del tipo de pieza (piezas en las que trabajar) y las aplicaciones de la investigación operativa desempeñan un papel importante.

La producción ajustada es un enfoque de producción que surgió en Toyota entre el final de la Segunda Guerra Mundial y la década de los setenta. Proviene principalmente de las ideas de Taiichi Ohno y Sakichi Toyoda , centradas en las nociones complementarias de justo a tiempo y automatización (jidoka), todas orientadas a reducir el desperdicio (generalmente aplicadas al estilo PDCA ). Algunos elementos adicionales también son fundamentales: ^{[ 49 ]} suavización de la producción (Heijunka), amortiguadores de capacidad, reducción de tiempos de preparación, capacitación cruzada y diseño de la planta.

• Heijunka : la suavización de la producción presupone una estrategia de nivelación para el MPS y un programa de ensamblaje final desarrollado a partir del MPS mediante la suavización de los requisitos de producción agregados en intervalos de tiempo más pequeños y la secuenciación del ensamblaje final para lograr la fabricación repetitiva. Si se cumplen estas condiciones , el rendimiento esperado puede ser igual al inverso del tiempo de ciclo . Además del volumen, heijunka también significa lograr la producción de modelos mixtos , lo cual, sin embargo, puede ser factible solo mediante la reducción del tiempo de preparación. Una herramienta estándar para lograr esto es la caja Heijunka .
• Reservas de capacidad: idealmente, un sistema JIT funcionaría sin averías, pero esto es muy difícil de lograr en la práctica. Sin embargo, Toyota prefiere adquirir capacidad adicional en lugar de aumentar el inventario en proceso para hacer frente a la escasez de suministros.
• Reducción del tiempo de preparación : generalmente necesaria para lograr la producción con modelos mixtos, se puede establecer una distinción clave entre la preparación interna y la externa. La preparación interna (por ejemplo, retirar un troquel) se refiere a las tareas que se realizan cuando la máquina no está en funcionamiento, mientras que la preparación externa se puede completar mientras la máquina está en marcha (por ejemplo, transportar troqueles).
• La formación cruzada es importante como elemento de la automatización. Toyota capacitó a sus empleados mediante la rotación, lo que contribuyó a la flexibilidad de la producción, al pensamiento holístico y a la reducción del aburrimiento.
• Diseño : Las líneas o celdas en forma de U son comunes en el enfoque lean, ya que permiten minimizar los desplazamientos, aumentar la eficiencia de los trabajadores y ofrecer una capacidad flexible.

Se han desarrollado una serie de herramientas principalmente con el objetivo de replicar el éxito de Toyota: una implementación muy común implica pequeñas tarjetas conocidas como kanbans ; estas también vienen en algunas variedades: kanbans de reordenamiento, kanbans de alarma, kanbans triangulares, etc. En el procedimiento kanban clásico con una tarjeta:

• Las piezas se guardan en contenedores con sus respectivos kanbans.
• La estación aguas abajo traslada el kanban a la estación aguas arriba y comienza a producir la pieza en la estación aguas abajo.
• El operador ascendente toma el kanban más urgente de su lista (comparar con la disciplina de colas de la teoría de colas) y lo produce y adjunta su kanban correspondiente.

El procedimiento kanban de dos tarjetas difiere un poco:

• El operador de la fase posterior toma el kanban de producción de su lista.
• Si dispone de las piezas necesarias, retira el kanban de movimiento y las coloca en otra caja; de lo contrario, elige otra tarjeta de producción.
• Él produce la pieza y adjunta su respectivo kanban de producción.
• Periódicamente, un operario recoge los kanbans de movimiento en las estaciones anteriores y busca las piezas correspondientes; cuando las encuentra, intercambia los kanbans de producción por kanbans de movimiento y traslada las piezas a las estaciones posteriores.

Dado que los gerentes establecen como constante el número de kanbans en el sistema de producción, el procedimiento kanban funciona como un dispositivo de control del trabajo en curso (WIP) , que, según la ley de Little , para una tasa de llegada determinada, funciona como un dispositivo de control del tiempo de entrega.

En Toyota, el TPS representaba más una filosofía de producción que un conjunto de herramientas Lean específicas, que incluirían:

• SMED : un método para reducir los tiempos de cambio
• Mapeo del flujo de valor : un método gráfico para analizar el estado actual y diseñar un estado futuro.
• reducción del tamaño del lote
• eliminación de la agrupación por tiempo
• Agrupamiento por orden de clasificación : un algoritmo que agrupa máquinas y familias de productos, utilizado para el diseño de células de fabricación.
• Programación de punto único , lo opuesto al enfoque tradicional de empuje.
• Manejo de múltiples procesos : cuando un operador es responsable de operar varias máquinas o procesos.
• poka-yoke : cualquier mecanismo en la manufactura esbelta que ayuda a un operador de equipo a evitar ( yokeru ) errores ( poka )
• 5S : describe cómo organizar un espacio de trabajo para lograr eficiencia y efectividad mediante la identificación y el almacenamiento de los elementos utilizados, el mantenimiento del área y los elementos, y la conservación del nuevo orden.
• Contabilidad de retroflujo : un enfoque de cálculo de costos de productos en el que el cálculo de costos se retrasa hasta que los productos estén terminados.

En un sentido más amplio, el JIT puede incluir métodos como: estandarización y modularidad de productos , tecnología de grupos , mantenimiento productivo total , ampliación de tareas , enriquecimiento de tareas , organización horizontal y calificación de proveedores (la producción JIT es muy sensible a las condiciones de reabastecimiento).

En los sistemas de producción altamente automatizados , la planificación de la producción y la recopilación de información pueden ejecutarse a través del sistema de control ; sin embargo, se debe prestar atención para evitar problemas como los bloqueos , ya que estos pueden provocar pérdidas de productividad.

La gestión de la producción de proyectos (PPM) aplica los conceptos de la gestión de operaciones a la ejecución de proyectos de capital, considerando la secuencia de actividades de un proyecto como un sistema de producción. ^{[ 50 ] [ 51 ]} Los principios de gestión de operaciones de reducción y gestión de la variabilidad se aplican mediante la creación de búferes a través de una combinación de capacidad, tiempo e inventario.

También existen campos de la teoría matemática que han encontrado aplicaciones en el ámbito de la gestión de operaciones, como la investigación operativa : principalmente problemas de optimización matemática y la teoría de colas . La teoría de colas se emplea para modelar tiempos de cola y procesamiento en sistemas de producción, mientras que la optimización matemática se basa en gran medida en el cálculo multivariado y el álgebra lineal . La teoría de colas se fundamenta en cadenas de Markov y procesos estocásticos . ^{[ 52 ]} Los cálculos de existencias de seguridad suelen basarse en el modelado de la demanda como una distribución normal , y la planificación de necesidades de material (MRP) y algunos problemas de inventario pueden formularse utilizando el control óptimo . ^{[ 53 ]}

Cuando los modelos analíticos no son suficientes, los gerentes pueden recurrir a la simulación . Tradicionalmente, la simulación se ha realizado mediante el paradigma de simulación de eventos discretos , donde el modelo de simulación posee un estado que solo puede cambiar cuando ocurre un evento discreto, el cual consiste en un reloj y una lista de eventos. El paradigma de modelado a nivel de transacción, más reciente , consiste en un conjunto de recursos y un conjunto de transacciones: las transacciones se mueven a través de una red de recursos (nodos) según un código, denominado proceso.

Dado que los procesos de producción reales siempre se ven afectados por perturbaciones tanto en las entradas como en las salidas, muchas empresas implementan algún tipo de gestión o control de calidad . La denominación de las Siete Herramientas Básicas de la Calidad ofrece un resumen de las herramientas más utilizadas:

• hojas de verificación
• Diagramas de Pareto
• Diagramas de Ishikawa (Diagrama de causa y efecto)
• gráficos de control
• histograma
• diagrama de dispersión
• estratificación

Estas metodologías se utilizan en enfoques como la gestión de calidad total y Six Sigma . Mantener la calidad bajo control es fundamental tanto para aumentar la satisfacción del cliente como para reducir el desperdicio en los procesos.

Los libros de texto de gestión de operaciones suelen abordar la previsión de la demanda , aunque, estrictamente hablando, no se trate de un problema de operaciones, ya que la demanda está relacionada con algunas variables de los sistemas de producción. Por ejemplo, un enfoque clásico para dimensionar los inventarios de seguridad requiere calcular la desviación estándar de los errores de previsión . La previsión de la demanda también es fundamental en los sistemas de producción por impulso, puesto que los envíos de pedidos deben planificarse con antelación a los pedidos reales de los clientes. Asimismo, cualquier análisis serio de la planificación de la capacidad implica ajustar la producción de la empresa a las demandas del mercado.

Otros problemas importantes de gestión incluyen las políticas de mantenimiento ^{[ 54 ]} (véase también ingeniería de confiabilidad y filosofía del mantenimiento ), los sistemas de gestión de seguridad (véase también ingeniería de seguridad y gestión de riesgos ), la gestión de instalaciones y la integración de la cadena de suministro .