Objetivos de la optimización de la producción
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Objetivos de la optimización de la producción
La programación de la producción consiste en asignar recursos a las operaciones a lo largo del tiempo. Luego, si se opta por hacerla de forma optimizada, hay que definir una función objetivo a maximizar o minimizar y aplicar el algoritmo que se considere oportuno.
En este artículo nos vamos a centrar en la parte de la optimización que consiste en definir los objetivos. Veremos que pueden ser muy diversos y que dependiendo de la elección que se haga el resultado puede variar notablemente.
Aunque en principio parezca sencillo saber qué objetivo es el que se quiere optimizar, la realidad es que no todas las empresas lo tienen claro. Es más, lo normal es que los objetivos no sean los mismos para todos los miembros de la organización.
Por ejemplo, si preguntamos al área de operaciones su respuesta será que lo que buscan es aumentar la productividad, en el área comercial buscarán cumplir con las fechas de entrega, otros reducir inventarios, …
Para hacer este repaso de los objetivos de la programación, vamos a clasificarlos en dos grandes grupos y veremos los casos particulares de cada uno.
Objetivos relacionados con la productividad
Tiempo de completación: para una orden de fabricación (OF) es el tiempo que pasa desde que empieza la programación hasta que se termina esa OF. El máximo de estos tiempos es el tiempo que dura la programación y se conoce como Makespan. También es habitual tomar como objetivo la suma de los tiempos de completación de cada OF o la suma ponderada.
Tiempo que las máquinas están paradas: es el tiempo que transcurre entre el fin de una operación y el inicio de la siguiente en la máquina, sin considerar los tiempos de set up. Relacionado con este objetivo tenemos el de minimizar el número de paradas, ya que en ocasiones el coste de arrancar una máquina es tan elevado que es más relevante el número de veces que se haga que el tiempo que dure cada parada.
En principio estos objetivos podrían parecer equivalentes. Es evidente que, si en una programación las máquinas están paradas mucho tiempo, esto probablemente afectará al Makespan. No obstante, vamos a ver cómo puede variar la solución dependiendo del objetivo elegido.
El siguiente ejemplo representa la última etapa de una programación y las máquinas representadas consideraremos que son idénticas.
secuencia producción
En el diagrama de Gantt vemos una operación con el contorno en rojo que está dibujada en dos máquinas. Si el objetivo fuera minimizar el Makespan y suponiendo que todo lo anterior es inamovible, situar esta operación en la máquina 2 o la 3 sería totalmente indiferente ya que es la última operación de la máquina 1 la que nos determina el Makespan. Sin embargo, si el objetivo fuera minimizar la suma de los tiempos de completación esa operación solo se podría asignar a la máquina 3. Esto es solo un ejemplo cómo una solución puede variar por la elección del objetivo.
Objetivos relacionados con las fechas de entrega
Las OFs suelen tener asociada una fecha de entrega, por lo que es habitual que el objetivo se enfoque en satisfacer esas fechas.
Tardanza: es el tiempo de retraso de las OFs sobre la fecha de entrega. Se puede considerar la tardanza máxima de todas las OFs, la suma o una suma ponderada. También se podría contar el número de OFs que se finalizan tarde (tardanza > 0) sin importar de cuánto sea ese retraso.
Desviación sobre la fecha de entrega: en algunas ocasiones lo que interesa es que la OF se finalice lo más próximo posible a la fecha de entrega, ni antes ni después.
Ahora veremos con un ejemplo como en ocasiones guiarse por las fechas de entrega puede ser contrario a cumplir con objetivos enfocados en la productividad. Supongamos que tenemos solo dos máquinas de forma que para una OF no podrá empezar la operación de la segunda máquina hasta que no haya finalizado la de la primera.
En caso de querer maximizar la productividad la secuencia óptima es la siguiente:
Con esta secuencia óptima para el objetivo del Makespan se finalizarían todas las operaciones a las 4 horas y 2 minutos de haber empezado.
Pero si cambiamos el objetivo a minimizar la tardanza y por simplificar suponemos que solo tenemos fecha de entrega para la OF 3 (la coloreada en azul) que tiene que estar finalizada antes de las dos horas. Solo considerando este objetivo, con cumplir esa fecha el resto no se tendría en cuenta.
De este modo estaríamos cumpliendo con la fecha de entrega, pero a cambio se necesitan 4 horas y 55 minutos o lo que es lo mismo un 22% más de tiempo.
Viendo estos ejemplos podríamos plantearnos qué es mejor, pero lamentablemente no se puede dar una respuesta que sirva para todos. Ya que esto dependerá en gran medida del funcionamiento particular de cada organización.
Conclusión
Se han presentado diversos objetivos que se pueden considerar en la optimización de la producción. Hemos visto que dependiendo de la elección que se haga de los objetivos la solución puede cambiar notablemente.
Por tanto, aunque normalmente se pone toda la atención en desarrollar los mejores algoritmos, es un gran error descuidar la elección del objetivo a optimizar.
Por otro lado, si nos preguntamos cuál será el mejor objetivo que podemos elegir, esto será totalmente dependiente de lo que busque cada empresa y lo más habitual será que se llegue a la conclusión de que un solo objetivo no es suficiente, por lo que será necesario establecer un sistema de optimización de la producción multiobjetivo.
