Diseño de sistemas de producción

Empresariales. Actividad empresarial. Subsistema productivo. Sistemas productivos. Procesos. Planificación. Costes. Capital. Organización. Disposición

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TEMA 3 DISEÑO DEL SISTEMA DE PRODUCCIÓN (I)

1) PLANTEAMIENTOS PRELIMINARES

A) INTRODUCCIÓN

Una vez hemos definido "actividad productiva" -entendida como todo proceso que crea utilidad- hemos pasado a ocuparnos de aquella parte concreta del sistema-empresa cuya misión es precisamente el desarrollo de tal actividad: el subsistema productivo. Nos ocuparemos de ese conjunto de decisiones estructurales que afectan al diseño del sistema de producción, decisiones que, también han de prever y arbitrar los medios oportunos sobre los que se asienten las bases de la gestión y el control cotidianos de la actividad productiva.

¿Qué criterio debe orientar estas decisiones? Las decisiones han de estar orientadas en el sentido de que el sistema productivo pueda alcanzar sus objetivos. Objetivos que se sitúan en maximizar la eficiencia económica y la eficiencia técnica, lo que supone maximizar igualmente la utilidad creada o el valor añadido tras el proceso productivo.

¿Cómo podemos hacer posible la consecución de estos objetivos a partir del diseño del sistema de producción? Estableciendo una distribución racional de los factores productivos de manera que su combinación sea óptima.

¿Qué hacemos para establecer el diseño óptimo de un sistema productivo? Es un problema importante ya que las decisiones a tomar son estructurales, afectarán a la empresa a muy largo plazo, comprometiendo su patrimonio en gran medida. Se han de conjugar armónicamente una gran cantidad de factores diversos, de dimensión técnica pero de clara repercusión económica, constituyendo subsistemas productivos que conformen otros subsistemas de mayor rango, hasta construir un subsistema productivo.

- Aspectos principales: El diseño del sistema productivo implicará atender a una serie de condicionamientos que estarán marcados por los objetivos establecidos por la empresa. Pero además, habrá que atender un conjunto de limitaciones tanto en la disponibilidad de factores como con respecto a las circunstancias y particulares condiciones externas a la empresa, que vienen determinadas por su entorno.

Surgen unos interrogantes cuya respuesta nos permitirá establecer las líneas generales de los que será el sistema de producción:

- Objetivos: cómo conseguirlos

-¿qué hacer?: productos/servicios

-¿cómo hacerlo?: proceso (tarea)

-¿dónde?: planta

-¿cuándo?: programación temporal

-cuánto?: costes

-¿para qué?: para cantá con el (resultados)

-¿se han conseguido los objetivos?: control

2) PROCESO DE PRODUCCIÓN

Dada la diversidad de productos y procedimientos existentes, no es posible realizar un análisis riguroso de en qué consisten tales procesos o cómo se disponen las operaciones que los integran; sí podemos abordar diferentes clasificaciones de los procesos en función de diversos criterios considerados.

- Según el grado de intervención del factor humano en los procesos (relación trabajo/capital):

> Procedimientos manuales: las operaciones son ejecutadas totalmente aplicando esfuerzo humano

> Procedimientos mecánicos: las operaciones son ejecutadas conjuntamente entre factor humano y máquinas.

> Procedimientos automáticos: las operaciones son ejecutadas en su totalidad por máquinas semi-inteligentes controladas numéricamente por ordenador, la intervención humana queda reducida a labores de supervisión o vigilancia.

- Según el desarrollo temporal o su extensión en el tiempo:

> Continuos: el proceso se ejecuta ininterrumpidamente a lo largo del tiempo; se trata de procesos cuya puesta en marcha o cuya interrupción fortuita es muy costosa de ahí que las únicas detenciones sean para realizar un mantenimiento general o reparaciones graves (refinerías de petróleo, altos hornos, complejos químicos depuradoras...)

> Intermitentes: el proceso se desarrolla cada vez para productos no tipificados, ello implica el uso de tecnologías menos estandarizadas (suplido con una mayor intervención del factor humano cualificado), las especificaciones son formuladas por el cliente, resultando, por tanto, un producto característico. Supone en la práctica un proceso distinto para cada producto, lo que permite hablar de producción ex profeso, por encargo contra pedido (construcción: aeronáutica, naval, obras públicas, talleres de reparaciones ..)

> En serie: el proceso se repite a intervalos regulares para producir en masa lotes de bienes homogéneos. Su tecnología es muy estandarizada y sus productos están muy normalizados al ser de consumo masivo, ello implica la necesidad de disponer de almacenes adecuados para depositarlos en espera de abastecer al mercado y para solventar los inevitables desequilibrios entre producción y demanda (automóviles, electrodomésticos, alimentación…).

- Según la producción obtenida, es decir, la uniformidad o diversidad de productos generados:

> Simples: se obtiene un sólo producto de características uniformes y especificaciones técnicas homogéneas. Se trata de un proceso mono-producto.

> Múltiples: (en sentido estricto no se podría hablar con propiedad de procesos múltiples, puesto que éstos suponen la obtención de distintos productos diferenciados, lo que implicaría afirmar que se trata de diferentes procesos) comúnmente existen procesos que comparten factores y/o tareas y cuyo resultando es la obtención de diversos productos diferenciados ("producción múltiple conjunta") para distinguirlos de los mal llamados "procesos de producción múltiple alternativa", en los que se trata más bien de varios procesos simples que se desarrollan simultáneamente o alternativamente.

- Según su naturaleza, atendiendo al tipo básico de actividad: industrial o de servicios, distinguiendo a su vez en cada uno de ellos diferentes categorías:

> Procedimientos industriales:

* Integración: consisten en combinar (mezclar o integrar) diferentes factores para la obtención de un producto (automóvil, electrodomésticos, alimentos preparados...)

* Desintegración: consisten en dividir (fraccionar o separar) un insumo para obtener varios productos (petroquímica, canteras y minas, lácteos, etc.).

* Modificación: consisten en la simple transformación de algunas características formales que no alteran los atributos esenciales del elemento sometido al proceso (reparaciones y operaciones de mantenimiento: bienes de equipo, automóviles, electrodomésticos, reformas domésticas...)

> Procedimientos de servicios:

* Integración: hospital, universidad, agencia de viajes...)

* Modificación: comercio, transporte, restaurante...)

* Análisis-síntesis: consiste en la aplicación o realización de estudios sistemáticos, rigurosos y detallados sobre una realidad concreta, fruto de los cuales se formula un diagnóstico y/o proponen, en su caso, las oportunas alternativas, soluciones o vías de acción (asesorías, consultorías, auditorías, seguros...)

En cada caso concreto, la empresa decidirá aplicar aquel tipo de proceso que mejor responda a la consecución de sus objetivos generales.

3) DECISIÓN DE FABRICAR O COMPRAR

Fijada la tecnología a emplear y descrito el proceso productivo, un aspecto igualmente relevante es el que se refiere a la decisión de fabricar en la propia empresa o adquirir todo o parte del producto a otras empresas. Esta decisión se conoce como el dilema o el problema de fabricar o comprar.

Considerando la amplia multiplicidad de factores básicos, elementos incorporables y auxiliares que requiere un producto, es lógico pensar en la incapacidad de la empresa para generarlos todos por sí misma. Razonablemente se plantea la alternativa de su adquisición a otras empresas que se dediquen a su elaboración. Pero el problema es el dilucidar cuáles de aquellos elementos deben fabricarse y cuáles deben comprase. Cuestiones que nos llevan a establecer un criterio válido para poder tomar una decisión.

El criterio principal es el del coste, comparar el coste total de un elemento adquirido en el exterior con el coste total de producirlo en la propia empresa. Esta solución no es tan sencilla, ya que no siempre es posible comparar los costes para uno y otro caso, comparación que podemos efectuar tanto en términos de costes marginales como de costes totales. Sea cual fuere la magnitud elegida, ho hay que olvidar el considerar una serie de costes inherentes a la decisión a tomar. Por ejemplo, si contemplamos la alternativa de comprar a los costes normales de adquisición habrá que añadir los de transporte, aprovisionamiento, almacenamiento; si elegimos fabricar, tendremos que sumar los costes de producción (patentes, licencias, planificación y programación, control de calidad, costes de oportunidad...). Una correcta comparación obligará a considerar todos los costes derivados de cada alternativa.

Efectuados los presupuestos de costes, se puede realizar una sencilla comparación entre los costes totales de fabricar o adquirir tales elementos:

- Opción de fabricar:

CF: costes fijos Cv: costes variables unitarios

Q: volumen de producción considerado (uds. físicas)

CF + CvQ: costes totales de producir el elemento

- Opción de comprar:

P: precio unitario

Q: cantidad de elemento a comparar (uds. físicas)

PQ: coste total de comprar el elemento

La cantidad de producción o el volumen de compra, Q*, para el cual es indiferente en términos de coste una u otra opción, fabricar o comprar, será aquél para el cual se igualen ambos costes:

PQ = CF + CvQ cuya expresión en términos de uds. físicas será:

CF

Q* = ---------

P - Cv

Si la cantidad que se requiere para obtener el producto es mayor que Q*, interesará fabricarlo, si dicha cantidad es menor, entonces será mejor comprarlo a otras empresas. Podemos representar esta situación como se recoge:

Este análisis compara magnitudes homogéneas y nos da un resultado objetivo, pero en la decisión de producir o comprar intervienen aspectos no siempre bien cuantificables en términos de coste, como la utilización de capacidad ociosa (en bienes de equipo y/o mano de obra), la calidad de lso elementos, la fiabilidad y disponibilidad de aprovisionamientos, la búsqueda de fuentes alternativas de abastecimiento, el uso de patentes y licencias, la investigación y desarrollo experimental, las relaciones comerciales con clientes y proveedores, etc. Aspectos que dificultan el cifrar cual es la ventaja económica real de una u otra opción. A ello hay que añadir consideraciones particulares según la naturaleza concreta del elemento a conseguir y del producto final a obtener, la política de la empresa o el deseo de no dispersar unos recursos productivos y una fuerza directiva escasa en varias direcciones (tantas como cada elemento o producto), lo que supone fuertes problemas añadidos.

4) ORGANIZACIÓN Y DISPOSICIÓN DEL PROCESO

El siguiente paso será determinar cuál va a ser la organización del proceso, como se van a disponer las unidades técnicas para que el proceso fluya óptimamente de acuerdo con los criterios establecidos. Dicha disposición condicionará el flujo de materiales y el posterior y definitivo diseño de la planta. Aunque igualmente puede formularse un planteamiento análogo en el caso de que haya que redistribuir la disposición de los elementos o factores de un proceso ya en marcha.

Definíamos proceso como el conjunto de tareas u operaciones organizadas, dispuestas de tal modo que, aplicando una tecnología determinada, va a hacer posible la transformación de un conjunto de insumos en un producto concreto. Aunque es difícil determinar en qué consisten tales procesos o cómo se disponen correctamente las operaciones que lo integran, si podemos esbozar, en líneas generales, cuáles son las pautas más comunes en el diseño de la disposición de flujos del proceso en planta; esto es, en su manifestación "externa" o disposición estática de los elementos, materiales y humanos, encargados de su ejecución.

A) Criterios de disposición del proceso:

No nos referimos al análisis interno, riguroso y minucioso, de la secuencia de operaciones de cada proceso, sino a la configuración y disposición de las unidades técnicas, es decir, a las directrices que establecen cómo se han de disponer bienes de equipo, factor humano y materiales para el desarrollo idóneo de los procesos. Disposición que supondrá una decisión estructural ya que orientará los procesos de producción en un sentido u otro, lo que implicará el posterior diseño de las instalaciones y la disposición en planta, decisiones, que una ves llevadas a la práctica, son de difícil y muy costosa modificación.

Una vez identificados los factores principales que van a permitir la disposición de los procesos (bienes de equipo, factor humano, materiales y suministros y servicios auxiliares) y las circunstancias o motivaciones que originan dicha disposición habrá que establecer el objetivo principal que persigue la disposición del proceso.

El objetivo a conseguir será optimizar el flujo de producción, tratando de alcanzar la máxima eficiencia de todos los factores, lo que supondrá un detallado análisis del flujo del proceso -a nivel interno de sus operaciones-, del flujo de materiales, de los métodos y tiempos de trabajo, y de la disposición en planta. Ello nos conduce a una serie de objetivos secundarios:

- minimización (en tiempo y coste) del manejo de materiales

- equilibrio en el proceso productivo

- minimizar las interferencias entre los distintos equipos (máquinas)

- óptima utilización del factor trabajo

- utilización racional del espacio disponible

- promover un clima laboral favorable

- incremento de las condiciones de seguridad e higiene en el trabajo

- dotar de máxima flexibilidad la disposición de determinados factores, etc.

Partiendo de la distinción entre la disposición externa (estática) o física, de los elementos -unidades técnicas- del proceso y la disposición interna (fluida) o técnica, de la secuencia de operaciones del mismo, manteniendo siempre presente la estrecha relación entre ambos aspectos, vamos a pasar a referirnos a los principales criterios de organización de los primeros. Es decir, conocidas las transformaciones a que hay que someter unos insumos para obtener un producto, vamos a ocuparnos de conocer cuáles son los principales criterios para establecer "dónde" -unidad técnica: conjunción factor humano/máquina- y "cuándo" -orden de ejecución de acuerdo a la disposición de las unidades técnicas- se han de llevar a cabo aquellas operaciones.

> Disposición por producto: Las máquinas y demás equipos , los puestos de trabajo, el factor humano y los materiales se distribuyen de acuerdo con la secuencia de operaciones o fases de transformación requeridas para la obtención de un producto o categoría (grupos) de productos de características homogéneas. Se constituye una línea o cadena de transformación específica para cada tipo diferenciado de producto que elabora la empresa, moviéndose éste a lo largo de aquélla incorporando los distintos elementos componentes que lo integran.

Se da en procesos donde se genera un gran volumen de producto o productos característicos que justifique y compense la gran inversión en equipos muy especializados. El volumen de producción debe ser estable, acorde con la demanda. Si hubiese grandes desajustes en la cantidad y en el tiempo de demanda se convertiría en una disposición antieconómica. Otra condición necesaria es que los elementos integrantes del producto deben estar estandarizados y ser uniformes e intercambiables. Estas características son propias de procesos de producción continua y en serie (industria siderúrgica, automovilística o alimentación)

- Ventajas:

- Seguir una secuencia lógica reduce el manejo de materiales (el coste es más bajo)

- Los productos circulan por la planta más rápido (ritmo de trabajo más alto y mayor productividad)

- Las rutas y la programación temporal son más sencillas

- Las necesidades de inventarios son continuas y uniformes, siendo su volumen económico menor, lo que permite tener inventarios más pequeños.

- Al ser tareas rutinarias se puede establecer un control más sencillo y amplio, reduciéndose el coste de supervisión

- La calidad del producto tiende a mejorar

- Inconvenientes:

- La interrupción o parada en cualquier punto del proceso provoca la paralización de toda la línea, generando acumulaciones y retenciones en el punto previo y desabastecimiento en el siguiente

- Las propias características de materiales (uniformes e intercambiables) y de producto (homogéneo y estable) y la alta especialización de los equipos deviene en sistemas productivos muy rígidos ante posibles mejoras y cambios, además de hacer éstos muy caros

- Se han de mantener grandes volúmenes de producción, no debiendo descender por debajo de mínimos que harían antieconómica la inversión en equipos especializados

- La propia capacidad de los equipos, en cuanto a producción

- La dificultad de aislar equipos u operaciones molestas o insalubres

- Respecto a la productividad del factor humano, es bastante difícil implantar sistemas de incentivos individuales, al estar impuesto por las máquinas el ritmo de trabajo.

> Disposición por proceso o función: Los equipos productivos, puestos de trabajo, factor humano y materiales se agrupan de acuerdo a las funciones, actividades, tareas u operaciones comunes a ejecutar en el proceso. Se constituyen unidades técnicas homogéneas especializadas en cada tipo diferenciado de función que se ejecute durante el proceso, el futuro producto se moverá de una dependencia a otra para soportar las transformaciones e incorporar los componentes que lo integran.

Se da en procesos de gran flexibilidad, cualidad que, aunque pueda estar presente en algunos procesos por lotes, es típica de procesos intermitentes (talleres de reparaciones, carpintería, obras...). Se produce en cantidades sensiblemente menores que el procedimiento continuo; los productos no están normalizados -poco tipificados-, la tecnología es poco estandarizada, se desarrollan tareas manuales -escasamente tareas semiautomáticas- de transformación e integración, la mano de obra está especializada, frente a los equipos que son de capacidad y uso general, los costes unitarios por producto son altos y difícilmente se podrán dar economías de escala.

- Ventajas:

- Gran flexibilidad respecto a productos y a la asignación de equipos y factor humano a diferentes tareas

- Requiere máquinas de características y uso general, de menor coste -menor inversión-, que además no se deprecian tan rápidamente.

- El proceso es menos sensible o vulnerable a interrupciones, pues la detención de un equipo no tiene que implicar la paralización del resto, pudiendo reasignarse el trabajo de aquél a otros equipos similares.

- Se puede emplear más racionalmente el espacio disponible así como aislar equipos molestos o insalubres.

- Como el ritmo de trabajo está fijado por los trabajadores, es factible el implantar sistemas de incentivos salariales individuales.

- Respecto al factor humano, al estar las tareas, los equipos y los puestos de trabajo agrupados por funciones comunes, se puede responsabilizar de la supervisión y el control de tales operaciones a diferentes especialistas.

- Inconvenientes:

- Aumenta la manipulación y la circulación de los materiales, resultando su manejo lento y difícil.

- La programación de los flujos de materiales se complica al existir trayectorias variables.

- La programación de las tareas es compleja al requerir cada trabajo una ruta diferente, lo que comúnmente ocasiona líneas de producción desequilibradas.

- Requiere mayor inversión en inventarios al ser el ciclo productivo más lento, dada la dificultad para identificar su fuente y asignarles correctamente al producto.

- El volumen de producción es relativamente bajo, no siendo adecuada esta disposición para requerimientos o demandas grandes.

> Disposición de posición fija: El futuro producto permanece fijo en un espacio físico determinado debido a ciertas particularidades en cuanto a su volumen, su peso o su modo de obtención. Ello hace que sean los equipos, la mano de obra, los materiales, y los suministros y demás servicios auxiliares los que se desplacen hasta el punto donde se encuentra o donde surgirá lo que será el futuro producto y sobre él se desarrollen las distintas fases u operaciones necesarias.

Esta disposición también tiene su correspondencia con la categoría de procesos intermitentes, por encargo o pedido (construcción naval y aeronáutica, obras de ingeniería civil, la construcción tradicional y algunas formas de artesanía).

- Ventajas:

- El alto aprovechamiento de la especialización del factor humano -indirectamente, la posibilidad de identificar el trabajo realizado genera cierto grado de satisfacción en quien lo realiza y un distendido y cordial ambiente de trabajo-.

- La gran flexibilidad para realizar cambios en la programación y en el diseño del producto.

- Las interrupciones en alguna operación o fase del proyecto no han de detener necesariamente todo el proceso.

- Es posible alterar la secuencia de operaciones sin que afecte al proceso.

- Inconvenientes:

- El principal inconveniente proviene del hecho de tener que desplazar materiales y equipos, lo que puede suponer, además de problemas de coordinación temporal, un alto coste.

> Comparación de costes por disposición: Partiendo de las mismas premisas que consideramos para la definición de las funciones de coste en el establecimiento del punto de equilibrio, estimadas las pendientes de las representaciones para la disposición de posición fija, por proceso y producto, gráficamente podemos obtener:

Generalmente, la disposición por posición fija presenta los menores CF, siendo los más altos los de la disposición por producto, los CF de la disposición por proceso se encuentran a un nivel intermedio (intersección de las líneas de costes con el eje de ordenadas); esto se ve compensado en sentido inverso por los Cv siendo los más elevados los de la disposición por posición fija, menores para la disposición por proceso y los más bajos para la disposición por producto (pendientes de las líneas de coste); el punto de equilibrio se desplaza desde PE para una cantidad de producto Q , correspondiente a una disposición por proceso, y finalmente a PE , para un volumen Q , sensiblemente mayor, obtenido con una disposición por producto.

La disposición por posición fija es recomendable económicamente para volúmenes de producción hasta V unidades; para cantidades mayores será más económica la producción dispuesta por proceso, pero sólo hasta alcanzar V , cantidad a partir de la cual es mejor producir en disposición por producto. Hasta un volumen V , es más económico producir con disposición por posición fija que por producto.

Por otro lado, siendo la disposición por producto la más económica para cantidades de producción por encima de V , dicho volumen es el más alto de los considerados, es decir, a partir de tal cantidad se incurrirán en los menores costes totales si disponemos el sistema por producto, pero habrá que llegar a alcanzar aquel volumen de producción para poder beneficiarnos de dicha economía. En resumen, hasta cantidades de producción iguales a V es más económico (menores costes) producir mediante disposición por posición fija; a partir de volúmenes superiores a V es más económica la disposición por proceso.

Para pequeñas cantidades de producción es más interesante la disposición por posición fija; para grandes volúmenes la disposición por producto y para cantidades medias, la mejor es la disposición por proceso.

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