Tema 44
Planificació i programació de la producció. En sèrie, per encàrrec, per unitat. Nous mètodes. Desenvolupament i control.
Introducció
La planificació i programació de la producció respon a quatre preguntes clau: què produir, quant produir, quan produir i amb quins recursos. En un entorn on les cadenes de subministrament globals són vulnerables (crisi semiconductors 2021-2022, col·lapse del Canal de Suez 2021, guerra d’Ucraïna 2022), una bona planificació productiva és més que mai un factor competitiu. Les empreses que van aguantar millor la pandèmia van ser les que tenien sistemes àgils capaços de reaccionar ràpidament a canvis de demanda.
Aquest tema connecta directament amb el Tema 42 (sistema de producció), el Tema 57 (decisions) i el Tema 58 (planificació). Aplica tècniques quantitatives sofisticades —MRP, PERT/CPM, programació lineal, Kanban— que l’oposició exigeix dominar amb rigor.
El tema s’estructura en 5 blocs: (1) nivells i horitzons de planificació productiva; (2) planificació agregada i pla mestre; (3) MRP i gestió d’inventaris; (4) PERT/CPM i Gantt; (5) noves metodologies (Kanban, APS, agilitat).
1. Nivells i horitzons de la planificació productiva
1.1. Jerarquia de la planificació
La planificació productiva s’estructura en tres nivells jeràrquics, alineats amb la planificació general (Tema 58):
a) Planificació estratègica (LP, 2-10 anys): capacitat instal·lada, localització, tecnologia, mix de productes.
b) Planificació tàctica / agregada (MP, 6-18 mesos): ajust de capacitat mitjana, nivell d’inventaris, contractació / subcontractació, hores extres.
c) Planificació operativa / programació (CP, dies-setmanes): seqüenciació, assignació a màquines, ordres de treball.
Jerarquia de planificació productiva
De l'estratègia a la programació: tres horitzons temporals
1.2. Tipus de producció i planificació
El sistema productiu (Woodward, Tema 42) determina l’enfocament planificador:
• Producció en sèrie: planificació per pull (JIT, Kanban) o push (MRP).
• Producció per encàrrec: project management (PERT/CPM, Gantt).
• Producció per unitat (projectes): disseny específic, tècniques de gestió de projectes.
• Producció contínua: optimització de flux, balanç de línia.
2. Planificació agregada i pla mestre
2.1. Planificació agregada
La planificació agregada (Aggregate Planning) equilibra oferta i demanda a mitjà termini per famílies de productes. Estratègies bàsiques:
• Chase strategy (seguiment de la demanda): ajust de producció a la demanda variable mitjançant contractacions, acomiadaments, subcontractació. Adequada per a sectors amb estacionalitat marcada.
• Level strategy (anivellació): producció constant, absorbint oscil·lacions amb inventaris o llista d’espera. Estabilitat laboral, però altes despeses d’estoc.
• Estratègia mixta: combina ambdues, usual en la pràctica.
Mètodes: temptejos, programació lineal, models heurístics, simulació.
2.2. Pla mestre de producció (MPS)
El Master Production Schedule (MPS) desglossa la planificació agregada en productes finals concrets i setmanes. Indica quantes unitats de cada producte es fabricaran i quan, respectant capacitats i compromisos amb clients. Serveix de punt de partida per a la següent etapa (MRP).
3. MRP — Material Requirements Planning
3.1. MRP I (Orlicky, 1975)
L’MRP (Material Requirements Planning), desenvolupat per Joseph Orlicky a IBM i formalitzat al llibre Material Requirements Planning (1975), va ser la primera aplicació informàtica rellevant del management. Respon a les preguntes: què comprar / fabricar, quant, quan.
Inputs necessaris:
(1) Pla mestre (MPS): necessitats de productes finals.
(2) Llista de materials (Bill of Materials, BOM): estructura del producte, nivells 0, 1, 2… amb quantitats.
(3) Registre d’inventaris: existències actuals, comandes pendents, terminis de lliurament (lead times).
Output: ordres de compra i de fabricació amb quantitats i dates.
Lògica: càlcul de necessitats brutes (explosió de la BOM) → restar existències → netes → ajustar pels terminis.
Sistema MRP — Orlicky (1975)
Inputs i outputs del Motor MRP: de la demanda a les ordres
3.2. MRP II i ERP
MRP II (Manufacturing Resource Planning, Wight 1984): amplia el MRP I integrant capacitat productiva (CRP, Capacity Requirements Planning) i aspectes financers.
ERP (Enterprise Resource Planning): evolució natural que integra tots els processos de l’empresa (producció, finances, RH, comercial, logística). Sistemes principals: SAP (líder mundial), Oracle, Microsoft Dynamics, Sage. A Espanya, SAP està present en gran empresa; Sage i Holded en PIME.
La implantació d’un ERP és un dels projectes tecnològics més complexos i de major risc que afronta una empresa industrial. Les estadístiques de fracàs són reveladores: l’informe Panorama Consulting ERP Report 2023 assenyala que el 52 % dels projectes ERP superen el pressupost inicial, el 47 % excedeixen el termini i el 37 % no assoleixen tots els objectius funcionals previstos. Les causes principals són la resistència al canvi organitzatiu, la subestimació de la personalització requerida i la mala definició de l’abast inicial. Els projectes ERP amb èxit apliquen metodologies de gestió del canvi (Kotter, 1996) i adopten la filosofia d’implantació per big bang (posada en marxa simultània de tots els mòduls) o per fases (roll-out modular), sent aquesta segona opció més segura encara que més lenta. La integració de l’ERP amb la planificació de la cadena de subministrament (SCM) i amb els sistemes d’execució de manufactura (MES, Manufacturing Execution System) tanca el cicle digital: el MES recull dades en temps real de les màquines (mitjançant SCADA, sensors IoT), actualitza l’estat de les ordres en l’ERP i permet la retroalimentació al MRP. Aquesta arquitectura —ERP → MES → IoT en planta— és la columna vertebral de la fàbrica intel·ligent (smart factory) i constitueix el nucli tecnològic de la Indústria 4.0 en la seua dimensió de planificació i control productiu (Tema 42). En el context espanyol, el programa Kit Digital (BDNS 591:2022) ha subvencionat l’adopció d’ERP i solucions de gestió de processos en PIME amb fons Next Generation EU, i cobreix fins al 70 % de la despesa d’implantació per a empreses de menys de 50 empleats.
3.3. Gestió d'inventaris: el model EOQ
Un complement essencial del MRP és la gestió d’inventaris. El model clàssic és el Economic Order Quantity (EOQ), desenvolupat per Ford W. Harris el 1913:
EOQ = √(2·D·S / H), on D = demanda anual, S = despesa de llançar una comanda, H = despesa unitària d’emmagatzemament anual.
El model es basa a equilibrar despeses de comanda (decreixents amb la quantitat) i despeses d’emmagatzemament (creixents).
Altres models: ROP (Reorder Point), ABC d’inventaris (regla 80/20 de Pareto), Wilson amb descomptes per volum.
El model EOQ té hipòtesis restrictives que limiten la seua aplicabilitat directa: demanda constant i coneguda, termini de lliurament fix, despesa de comanda i d’emmagatzemament constants, sense restriccions de capacitat ni descomptes per volum. A la pràctica, la majoria d’empreses treballen amb demanda estocàstica (incerta), la qual cosa exigeix afegir el concepte d’estoc de seguretat: quantitat addicional que es manté per a absorbir la variabilitat de la demanda i del termini de lliurament sense incórrer en trencaments d’estoc. La fórmula habitual de l’estoc de seguretat és SS = Z · σ_d · √L, on Z és el factor de servei (1,65 per al 95 %; 2,33 per al 99 %), σ_d és la desviació típica de la demanda diària i L el termini de lliurament en dies. L’anàlisi ABC d’inventaris (Pareto aplicat a referències): la categoria A (~20 % de referències) representa típicament el 70-80 % del valor de l’inventari i exigeix gestió individualitzada amb revisió contínua; la categoria B (~30 %) el 15-20 % i revisió periòdica; la categoria C (~50 %) només el 5-10 % del valor i permet gestió simplificada (comandes en lot o punt de reordre alt). Aquest principi de Pareto també és aplicable a l’anàlisi de clients, proveïdors i SKU al sector retail, on Mercadona l’aplica sistemàticament en la seua gestió de surtit.
4. Gestió de projectes: PERT/CPM i Gantt
4.1. Diagrama de Gantt (1917)
Henry Gantt, deixeble de Taylor, va desenvolupar cap a 1910 el diagrama de barres que porta el seu nom. Representa visualment les activitats d’un projecte al llarg del temps. És la tècnica més simple i encara àmpliament utilitzada (Microsoft Project, Asana, Trello, Gantt Chart d’Excel).
4.2. PERT (1958) i CPM (1957)
PERT (Program Evaluation and Review Technique) va ser desenvolupat per la US Navy el 1958 per a gestionar el programa del míssil Polaris (60.000 contractes, 23 mesos). CPM (Critical Path Method) va ser desenvolupat simultàniament per DuPont (1957). Ambdues tècniques són similars i s’han unificat en la pràctica.
Procediment:
(1) Identificar activitats (llista WBS, Work Breakdown Structure).
(2) Establir precedències: quines activitats han de completar-se abans que altres.
(3) Estimar duracions (PERT usa 3 estimacions: optimista a, probable m, pessimista b; duració esperada: t_e = (a + 4m + b) / 6).
(4) Construir el graf de xarxa (AON o AOA).
(5) Calcular temps early / late de cada node.
(6) Identificar camí crític: seqüència d’activitats amb folgança zero; determina la duració total del projecte.
(7) Calcular folgances: total, lliure.
Una limitació important del PERT és que assumeix que la duració de cada activitat segueix una distribució beta i que les activitats del camí crític són independents entre si. A la pràctica, quan diverses activitats crítiques tenen alta variància, la duració total del projecte pot ser significativament major que la suma de les duracions esperades del camí crític (l’anomenat efecte de la merging bias o biaix de convergència). La solució analítica més rigorosa és la simulació de Montecarlo: s’assigna una distribució de probabilitat a cada activitat i se simulen milers d’escenaris, obtenint una distribució de la duració total i del risc d’incompliment de fites. Eines com Oracle Primavera Risk Analysis o el complement Risk Analysis de MS Project implementen aquesta tècnica. En l’àmbit de la gestió professional de projectes, el Project Management Institute (PMI) codifica les millors pràctiques en la guia PMBOK (Project Management Body of Knowledge), que estructura la gestió en cinc grups de processos (inici, planificació, execució, monitoratge i control, tancament) i deu àrees de coneixement (integració, abast, cronograma, despeses, qualitat, recursos, comunicacions, riscos, adquisicions, grups d’interés). A Europa, la metodologia PRINCE2 (PRojects IN Controlled Environments), gestionada per AXELOS, és igualment reconeguda i adoptada per l’Administració Pública espanyola i la Comissió Europea. Tots dos marcs són compatibles amb les tècniques PERT/CPM com a eines analítiques dins d’una gestió integral del projecte.
4.3. Exemple simplificat
Projecte de 5 activitats amb les duracions i precedències següents:
A (inici): 2 dies · B (després A): 4 · C (després A): 3 · D (després B): 2 · E (després C,D): 1.
Camins possibles:
• A-B-D-E: 2+4+2+1 = 9 dies
• A-C-E: 2+3+1 = 6 dies
Camí crític: A-B-D-E (9 dies). Folgança total en C: 9 − 6 = 3 dies.
GESTIÓ DE PROJECTES
Diagrama PERT de l'exemple: identificació del camí crític
Diagrama de Gantt del mateix projecte: la mateixa informació, una altra perspectiva
5. Metodologies modernes: Kanban, APS, agilitat
5.1. Kanban i JIT (Toyota)
Com s’ha exposat al Tema 42, el JIT (Just-In-Time) i el Kanban (Ohno, Toyota, 1950-70s) implementen la lògica pull: només es produeix el que la següent estació (o el client) demana. El senyal kanban (targeta) autoritza la producció. Avantatges: reducció d’inventaris, detecció ràpida de defectes, flexibilitat.
Requisits: demanda estable, proveïdors fiables, treballadors polivalents, cultura de qualitat. La seua aplicació al programari (software Kanban, David Anderson, 2010) ha impulsat el seu ús fora de la manufactura.
5.2. APS (Advanced Planning & Scheduling)
Els sistemes APS utilitzen optimització matemàtica avançada (programació lineal, algoritmes genètics, simulació) per a crear plans òptims respectant múltiples restriccions simultàniament. Integrats habitualment amb ERPs. Proveïdors: SAP IBP, Oracle ASCP, Kinaxis.
5.3. Agile i Scrum en producció
Originat en el desenvolupament de programari (Agile Manifesto, 2001), el paradigma àgil s’ha expandit a la producció, especialment en sectors d’alta incertesa (tecnologia, productes innovadors). Scrum (Sutherland, Schwaber) organitza el treball en iteracions curtes (sprints de 2-4 setmanes) amb rols definits (Product Owner, Scrum Master, equip).
L’Industry 4.0 (Tema 42) combina MRP, Kanban, APS i IA per a aconseguir fàbriques intel·ligents: autoconfiguració, manteniment predictiu, simulació digital twin, optimització en temps real.
El digital twin (bessó digital) és una representació virtual dinàmica d’un sistema físic —una línia de producció, una planta, fins i tot una cadena de subministrament sencera— que s’actualitza en temps real mitjançant dades de sensors IoT. Desenvolupat inicialment per la NASA per a la simulació de missions espacials (2002), la seua adopció industrial s’ha accelerat des de 2017. El grup Siemens estima que les plantes industrials que operen amb bessons digitals redueixen el temps de posada en marxa en un 30 % i les despeses de manteniment no planificat en un 25 %. A Espanya, el PERTE d’Economia Circular i el programa Fàbriques del Futur (fons europeus Next Generation EU, eix de digitalització industrial) cofinancen la implantació de tecnologies de digitalització de producció —inclosos els bessons digitals— en més de 400 empreses manufactureres entre 2022 i 2026. El gran debat acadèmic i gerencial que planteja la combinació d’Agile i planificació formal és el de la gestió de la incertesa vs. l’eficiència de la planificació: els mètodes àgils (Scrum, Kanban) són òptims en entorns d’alta variabilitat i baix volum; els sistemes formals (MRP, PERT, APS) són òptims en entorns predictibles i d’alt volum. El model Stacey (complexitat vs. certesa) proporciona el marc per a triar el sistema planificador més adequat segons la naturalesa del problema. En projectes mixtos —com el desenvolupament d’un vehicle elèctric que combina R+D incert amb producció en sèrie predictible— s’apliquen arquitectures bi-modal (o scaled Agile, SAFe) que gestionen simultàniament iteracions àgils a nivell d’equip i planificació formal a nivell de programa.
5.4. Gestió de la cadena de subministrament (SCM)
La planificació productiva s’integra hui en una visió més àmplia: Supply Chain Management. Inclou proveïdors, transport, magatzems, distribució i clients. Tècniques: S&OP (Sales and Operations Planning), col·laboració VMI, drop-shipping, omni-channel. Casos paradigmàtics: cadena d’Inditex (2-3 setmanes des del disseny fins a la botiga), Mercadona amb el seu sistema de proveïdors estratègics (interproveïdors), Amazon amb les seues capacitats logístiques globals.
El concepte de SCM transcendeix la gestió interna de la producció per a abastar tota la xarxa de valor des del proveïdor de matèries primeres fins al consumidor final. La SCM ha passat de ser una funció operativa a ser una font d’avantatge competitiu sostenible: la velocitat, visibilitat i resiliència de la cadena determinen en gran mesura la capacitat de resposta al mercat. Els xocs sistèmics de 2020-2022 (pandèmia, crisi de semiconductors, bloqueig del Canal de Suez, guerra d’Ucraïna) van posar de manifest la fragilitat de les cadenes just-in-time hiperespecialitzades; la resposta estratègica ha sigut construir cadenes duals (eficiència per a l’ordinari + resiliència per a l’extraordinari) amb major diversificació de proveïdors, inventaris estratègics de components crítics i digitalització de la visibilitat mitjançant plataformes de supply chain control towers. A Espanya, el PERTE de la cadena de valor de l’automòbil (>4.300 M€) inclou explícitament la modernització de la cadena de subministrament de bateries i semiconductors com a objectiu estratègic.
Conclusió
La planificació i programació de la producció és el camp on l’empresa tradueix la seua estratègia en ordres concretes de treball: què fabricar, quant, quan i amb quins recursos. La tesi central d’aquest tema és que no existeix un mètode universal: l’elecció del sistema planificador —MRP, PERT/CPM, Kanban, APS o àgil— depén del tipus de procés productiu (sèrie, encàrrec, projecte, continu), de la naturalesa de la demanda (estable vs. volàtil) i del nivell d’incertesa de l’entorn.
El tema ha recorregut cinc dimensions: (1) la jerarquia de la planificació productiva, des de l’estratègica (2-10 anys) fins a la programació operativa (dies-setmanes); (2) la planificació agregada i el Pla Mestre (MPS) com a pont entre horitzons; (3) el MRP (Orlicky, 1975), el MRP II, l’ERP i la gestió d’inventaris (EOQ de Harris, 1913; estoc de seguretat; anàlisi ABC); (4) les tècniques de gestió de projectes —Gantt (1917) i PERT/CPM (1957-58)— amb el concepte central de camí crític i folgança; (5) les metodologies modernes: Kanban/JIT (Ohno), APS (optimització matemàtica) i Agile/Scrum.
La planificació i programació de la producció combina tècniques clàssiques (Gantt 1917, PERT/CPM 1957-58, EOQ 1913, MRP 1975) amb metodologies modernes (Lean/Kanban, APS, Agile, Industry 4.0). La seua qualitat determina despeses, terminis, servei i, en definitiva, la competitivitat de l’empresa.
Les disrupcions recents (pandèmia COVID-19, xocs geopolítics) han redefinit prioritats: de l’optimització extrema basada en despeses cap a cadenes més resilients i flexibles. Les PERTE del Pla de Recuperació (automoció, semiconductors, agroalimentari) i la inversió en digitalització i economia circular busquen precisament enfortir aquesta capacitat. El domini d’aquestes tècniques per l’alumnat de Batxillerat és essencial per a entendre el funcionament intern de l’empresa moderna.
Aquest tema connecta amb el Tema 42 (sistema de producció i tipus de processos), el Tema 43 (despeses i punt mort), el Tema 40 (localització d’instal·lacions) i el Tema 58 (planificació estratègica general). La integració del MRP amb l’ERP (SAP, Oracle) i amb les plataformes de Supply Chain Management constitueix la columna vertebral tecnològica de l’empresa industrial moderna, i les seues disrupcions (crisi de semiconductors 2021-22, geopolítica 2022-24) són material per a supòsits pràctics de Batxillerat i oposició.
La idea clau per a l’opositor: «La planificació productiva òptima equilibra eficiència (mínima despesa i termini) i resiliència (capacitat d’absorbir pertorbacions). El MRP maximitza l’eficiència amb demanda predictible; el Kanban i l’Agile afigen flexibilitat quan la demanda és volàtil. La crisi de 2020-2022 va demostrar que la hiperespecialització eficient és fràgil: les cadenes duals (eficiència + resiliència) són la resposta estratègica del segle XXI».
- HARRIS, F.W. (1913): «How Many Parts to Make at Once», Factory, 10(2).
- GANTT, H.L. (1919): Organizing for Work, Harcourt.
- ORLICKY, J. (1975): Material Requirements Planning, McGraw-Hill.
- WIGHT, O.W. (1984): Manufacturing Resource Planning: MRP II, Oliver Wight.
- CHASE, R., AQUILANO, N. i JACOBS, F.R. (2005): Operations Management for Competitive Advantage, McGraw-Hill.
- HEIZER, J. i RENDER, B. (2018): Operations Management, 12a ed., Pearson.
- SCHWABER, K. i SUTHERLAND, J. (2020): The Scrum Guide, Scrum.org.
- ANDERSON, D.J. (2010): Kanban: Successful Evolutionary Change for Your Technology Business, Blue Hole.
- DOMÍNGUEZ MACHUCA, J.A. et al. (1995): Dirección de Operaciones, McGraw-Hill.
- MALIK, S. (2017): Software Agile and Scrum, Editorial.
Síntesi del tema
El one-pager de síntesi del tema, per a un repàs ràpid.
Eina inclosa en la subscripció.
Subscriu-te · 25 €/mes