Tema 44
Planificación y programación de la producción. En serie, por encargo, por unidad. Nuevos métodos. Desarrollo y control.
Introducción
La planificación y programación de la producción responde a cuatro preguntas clave: qué producir, cuánto producir, cuándo producir y con qué recursos. En un entorno donde las cadenas de suministro globales son vulnerables (crisis semiconductores 2021-2022, colapso del Canal de Suez 2021, guerra de Ucrania 2022), una buena planificación productiva es más que nunca un factor competitivo. Las empresas que aguantaron mejor la pandemia fueron las que tenían sistemas ágiles capaces de reaccionar rápidamente a cambios de demanda.
Este tema conecta directamente con el Tema 42 (sistema de producción), el Tema 57 (decisiones) y el Tema 58 (planificación). Aplica técnicas cuantitativas sofisticadas —MRP, PERT/CPM, programación lineal, Kanban— que la oposición exige dominar con rigor.
El tema se estructura en 5 bloques: (1) niveles y horizontes de planificación productiva; (2) planificación agregada y plan maestro; (3) MRP y gestión de inventarios; (4) PERT/CPM y Gantt; (5) nuevas metodologías (Kanban, APS, agilidad).
1. Niveles y horizontes de la planificación productiva
1.1. Jerarquía de la planificación
La planificación productiva se estructura en tres niveles jerárquicos, alineados con la planificación general (Tema 58):
a) Planificación estratégica (LP, 2-10 años): capacidad instalada, localización, tecnología, mix de productos.
b) Planificación táctica / agregada (MP, 6-18 meses): ajuste de capacidad media, nivel de inventarios, contratación / subcontratación, horas extras.
c) Planificación operativa / programación (CP, días-semanas): secuenciación, asignación a máquinas, órdenes de trabajo.
1.2. Tipos de producción y planificación
El sistema productivo (Woodward, Tema 42) determina el enfoque planificador:
• Producción en serie: planificación por pull (JIT, Kanban) o push (MRP).
• Producción por encargo: project management (PERT/CPM, Gantt).
• Producción por unidad (proyectos): diseño específico, técnicas de gestión de proyectos.
• Producción continua: optimización de flujo, balance de línea.
2. Planificación agregada y plan maestro
2.1. Planificación agregada
La planificación agregada (Aggregate Planning) equilibra oferta y demanda a medio plazo por familias de productos. Estrategias básicas:
• Chase strategy (seguimiento de la demanda): ajuste de producción a la demanda variable mediante contrataciones, despidos, subcontratación. Adecuada para sectores con estacionalidad marcada.
• Level strategy (nivelación): producción constante, absorbiendo oscilaciones con inventarios o lista de espera. Estabilidad laboral, pero altos costes de stock.
• Estrategia mixta: combina ambas, usual en la práctica.
Métodos: tanteo, programación lineal, modelos heurísticos, simulación.
2.2. Plan maestro de producción (MPS)
El Master Production Schedule (MPS) desglosa la planificación agregada en productos finales concretos y semanas. Indica cuántas unidades de cada producto se fabricarán y cuándo, respetando capacidades y compromisos con clientes. Sirve de punto de partida para la siguiente etapa (MRP).
3. MRP — Material Requirements Planning
3.1. MRP I (Orlicky, 1975)
L’MRP (Material Requirements Planning), desarrollado por Joseph Orlicky a IBM y formalizado en el libro Material Requirements Planning (1975), fue la primera aplicación informática relevante del management. Responde a las preguntas: qué comprar / fabricar, cuánto, cuándo.
Inputs necesarios:
(1) Plan maestro (MPS): necesidades de productos finales.
(2) Lista de materiales (Bill of Materials, BOM): estructura del producto, niveles 0, 1, 2… con cantidades.
(3) Registro de inventarios: existencias actuales, pedidos pendientes, plazos de entrega (lead times).
Output: órdenes de compra y de fabricación con cantidades y fechas.
Lógica: cálculo de necesidades brutas (explosión de la BOM) → restar existencias → netas → ajustar por los plazos.
3.2. MRP II y ERP
MRP II (Manufacturing Resource Planning, Wight 1984): amplía el MRP I integrando capacidad productiva (CRP, Capacity Requirements Planning) y aspectos financieros.
ERP (Enterprise Resource Planning): evolución natural que integra todos los procesos de la empresa (producción, finanzas, RRHH, comercial, logística). Sistemas principales: SAP (líder mundial), Oracle, Microsoft Dynamics, Sage. En España, SAP está presente en gran empresa; Sage i Holded en PYME.
3.3. Gestión de inventarios: el modelo EOQ
Un complemento esencial del MRP es la gestión de inventarios. El modelo clásico es el Economic Order Quantity (EOQ), desarrollado por Ford W. Harris en 1913:
EOQ = √(2·D·S / H), donde D = demanda anual, S = coste de lanzar un pedido, H = coste unitario de almacenamiento anual.
El modelo se basa en equilibrar costes de pedido (decrecientes con la cantidad) y costes de almacenamiento (crecientes).
Otros modelos: ROP (Reorder Point), ABC de inventarios (regla 80/20 de Pareto), Wilson con descuentos por volumen.
4. Gestión de proyectos: PERT/CPM y Gantt
4.1. Diagrama de Gantt (1917)
Henry Gantt, discípulo de Taylor, desarrolló hacia 1910 el diagrama de barras que lleva su nombre. Representa visualmente las actividades de un proyecto a lo largo del tiempo. Es la técnica más simple y todavía ampliamente utilizada (Microsoft Project, Asana, Trello, Gantt Chart de Excel).
4.2. PERT (1958) y CPM (1957)
PERT (Program Evaluation and Review Technique) fue desarrollado por la US Navy en 1958 para gestionar el programa del misil Polaris (60.000 contratos, 23 meses). CPM (Critical Path Method) fue desarrollado simultáneamente por DuPont (1957). Ambas técnicas son similares y se han unificado en la práctica.
Procedimiento:
(1) Identificar actividades (lista WBS, Work Breakdown Structure).
(2) Establecer precedencias: qué actividades deben completarse antes que otras.
(3) Estimar duraciones (PERT usa 3 estimaciones: optimista a, probable m, pesimista b; duración esperada: t_e = (a + 4m + b) / 6).
(4) Construir el grafo de red (AON o AOA).
(5) Calcular tiempos early / late de cada nodo.
(6) Identificar camino crítico: secuencia de actividades con holgura cero; determina la duración total del proyecto.
(7) Calcular holguras: total, libre.
4.3. Ejemplo simplificado
Proyecto de 5 actividades con las duraciones y precedencias siguientes:
A (inicio): 2 días · B (después A): 4 · C (después A): 3 · D (después B): 2 · E (después C,D): 1.
Caminos posibles:
• A-B-D-E: 2+4+2+1 = 9 días
• A-C-E: 2+3+1 = 6 días
Camino crítico: A-B-D-E (9 días). Holgura total en C: 9 − 6 = 3 días.
5. Metodologías modernas: Kanban, APS, agilidad
5.1. Kanban y JIT (Toyota)
Como se ha expuesto en el Tema 42, el JIT (Just-In-Time) y el Kanban (Ohno, Toyota, 1950-70s) implementan la lógica pull: solo se produce lo que la siguiente estación (o el cliente) pide. La señal kanban (tarjeta) autoriza la producción. Ventajas: reducción de inventarios, detección rápida de defectos, flexibilidad.
Requisitos: demanda estable, proveedores fiables, trabajadores polivalentes, cultura de calidad. Su aplicación al software (software Kanban, David Anderson, 2010) ha impulsado su uso fuera de la manufactura.
5.2. APS (Advanced Planning & Scheduling)
Los sistemas APS utilizan optimización matemática avanzada (programación lineal, algoritmos genéticos, simulación) para crear planes óptimos respetando múltiples restricciones simultáneamente. Integrados habitualmente con ERPs. Proveedores: SAP IBP, Oracle ASCP, Kinaxis.
5.3. Agile y Scrum en producción
Originado en el desarrollo de software (Agile Manifesto, 2001), el paradigma ágil se ha expandido a la producción, especialmente en sectores de alta incertidumbre (tecnología, productos innovadores). Scrum (Sutherland, Schwaber) organiza el trabajo en iteraciones cortas (sprints de 2-4 semanas) con roles definidos (Product Owner, Scrum Master, equipo).
L’Industry 4.0 (Tema 42) combina MRP, Kanban, APS e IA para lograr fábricas inteligentes: autoconfiguración, mantenimiento predictivo, simulación digital twin, optimización en tiempo real.
5.4. Gestión de la cadena de suministro (SCM)
La planificación productiva se integra hoy en una visión más amplia: Supply Chain Management. Incluye proveedores, transporte, almacenes, distribución y clientes. Técnicas: S&OP (Sales and Operations Planning), colaboración VMI, drop-shipping, omni-channel. Casos paradigmáticos: cadena deInditex (2-3 semanas desde el diseño hasta la tienda), Mercadona con su sistema de proveedores estratégicos (interproveedores), Amazon con sus capacidades logísticas globales.
Conclusión
La planificación y programación de la producción combina técnicas clásicas (Gantt 1917, PERT/CPM 1957-58, EOQ 1913, MRP 1975) con metodologías modernas (Lean/Kanban, APS, Agile, Industry 4.0). Su calidad determina costes, plazos, servicio y, en definitiva, la competitividad de la empresa.
Las disrupciones recientes (pandemia COVID-19, shocks geopolíticos) han redefinido prioridades: de la optimización extrema basada en costes hacia cadenas más resilientes y flexibles. Las PERTE del Plan de Recuperación (automoción, semiconductores, agroalimentario) y la inversión en digitalización i economía circular buscan precisamente fortalecer esta capacidad. El dominio de estas técnicas por el alumnado de Bachillerato es esencial para entender el funcionamiento interno de la empresa moderna.
Bibliografía
- 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.
Resumen
Tema 44: Planificación y programación de la producción
Qué producir, cuánto, cuándo, con qué recursos
1. Niveles
- Estratégico (LP, 2-10a), táctico/agregado (6-18m), operativo (días-sem).
2. Planificación agregada
- Chase vs. Level strategy.
- MPS (Master Production Schedule) por producto y semana.
3. MRP
- MRP I (Orlicky, 1975): MPS + BOM + inventarios → órdenes.
- MRP II (Wight, 1984) → ERP (SAP, Oracle).
- EOQ = √(2DS/H) (Harris, 1913).
4. PERT/CPM/Gantt
- Gantt (1917): diagrama de barras.
- PERT (1958, US Navy Polaris) y CPM (1957, DuPont).
- t_e = (a+4m+b)/6. Camino crítico con holgura cero.
5. Modernas
- Kanban/JIT (Ohno Toyota): pull.
- APS: optimización avanzada.
- Agile/Scrum (2001), Industry 4.0, SCM.