PROGRAMACIÓN DE OPERACIONES PARA EL LLENADO DE TOLVAS EN UNA EMPRESA DE CONCENTRADOS

1. PROGRAMACIÓN DE OPERACIONES PARA EL LLENADO DE TOLVAS EN UNA EMPRESA DE CONCENTRADOS Ponencia congreso ICPR 21th, Stuttgart, Alemania. Marcela Torné Acosta Ingeniera Industrial VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios Mayo 2012

2. CONTENIDO • Introducción • Problema • Propuesta de programación de operaciones • Implementación • Resultados • Investigaciones Futuras VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

3. INTRODUCCIÓN La programación de operaciones juega un papel importante dentro de las empresas de manufactura ya que permite: • Coordinación efectiva de los recursos disponibles • Satisfacer las necesidades de los clientes • Cumplir los objetivos empresariales • Teniendo cuenta las restricciones propias del sistema VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

4. INTRODUCCIÓN Dentro de las industrias de concentrados la programación de las materias primas es de marcada importancia, ya que la producción de alimentos para animales parte de la mezcla de diversos materiales. VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

5. PLANIFICACIÓN DE LA PRODUCCIÓN Planificación a Largo Plazo Planificación a mediano Plazo Planificación a Corto Plazo VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

6. PROBLEMA Disponibilidad de MP Momento Oportuno Fabricación Producto Final Definición de materia prima, tipo y cantidad Proceso automático Proceso Manual Recursos Restringidos VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

7. PROBLEMA En las empresas de concentrados constantemente se presenta ausencia de materias primas en las tolvas dosificadoras. VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

8. PROBLEMA CARENCIA DE MATERIAS PRIMAS EN EL PROCESO DE PRODUCCIÓN Paros en Producción Subutilización de Recursos Disminución de Productividad Incremento de Costos Altos inventariosInnecesarios VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

9. PROPUESTA 1 2 CALCULO DE LOS REQUERIMIENTOS DE MATERIALES FORMULACIÓN DEL MODELO DE PROGRAMACIÓN DE OPERACIONES VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

10. 1.1 Programa Maestro de Producción MPS PROPUESTA 1. Calculo de Requerimiento de Materiales 1.4 Explosión de Materiales 1.2 BOM 1.3 Registro de Inventarios VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

11. PROPUESTA 1.1 PROGRAMA MAESTRO DE PRODUCCIÓN MPS Ejemplo Indica • Secuencia y cantidad de Producto final a fabricar • Lotes de 3 toneladas VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

12. PROPUESTA 1.2 BOM Ejemplo VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

13. PROPUESTA 1.3 REGISTRO DE INVENTARIO Ejemplo VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

14. PROPUESTA 1.4 EXPLOSIÓN DE REQUERIMIENTOS DE MATERIALES Ejemplo VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

15. PROPUESTA 2. Formulación del modelo de programación Supuestos • El MPS y la BOM son conocidos. • La velocidad de llenado, la capacidad de las tolvas y los tiempos de alistamiento son conocidos. • Los tiempos de alistamiento dependen de la secuencia; • Los materiales requeridos en el proceso de dosificación se encuentran siempre disponible en la bodegas de almacenamiento o silos. • Los tiempos de alistamiento solo son considerados en el proceso de llenado manual. • Los elevadores solos pueden manejar una materia prima a la vez; VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

16. PROPUESTA FASE 1 Minimización del Inventario Inicial Ni =Variable Valores del Inventario Inicial FASE 2 Minimización de los Costos Ni =Parámetro PROGRAMACIÓN DE LAS OPERACIONES DE LLENADO VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

17. PROPUESTA Variables Ii,t= Inventario de Materia Prima i en el tiempo t Ni = Inventario Inicial Materia Prima i Xj,i,t= 1. Si la materia prima i es transportada por el elevador j en el tiempo t. 0. De lo contrario j,t (i  MPEL[j]) Zj,k,i,t= 1. Si la materia prima i es transportada en el periodo t y la materia prima k en el periodo t-1 por el elevador j 0. De lo contrario j,t ((i,k)  MPEL[j]) VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

18. PROPUESTA Función Objetivo Fase 1. Minimizar el Inventario Inicial Fase 2. Minimizar Costos Minimizar Costos de Alistamiento Costos de Mantenimiento de Inventario VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

19. PROPUESTA Restricciones De demanda 1. Inventario Inicial Cantidad de MP LLenada Requerimiento de Inventario Inventario Final 2. VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

20. PROPUESTA De capacidad De asignación 3. 4. 5. VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

21. PROPUESTA De tiempo de alistamiento Obvias 6. 7. 8. 9. 10. VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

22. IMPLEMENTACIÓN Se utilizo un caso de estudio para validar el modelo. La validación se realizó usando como lenguaje de programación AMPL y como herramienta computacional CPLEX. El número de variables resultantes es de 1910, de la cuales 1689 son variables binarias y 221 son variables lineales. Adicionalmente se obtuvieron 1765 restricciones. VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

23. RESULTADOS • Calculo de Requerimiento de materiales VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

24. RESULTADOS • Inventario Inicial Se debe tener el 10% de los requerimientos totales en inventario inicial. Para garantizarlo se deben inicial las operaciones de llenado 43 minutos antes de la producción. VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

25. RESULTADOS Los resultados indican la cantidad y la secuencia en que se deben manejar los materiales in cada periodo de tiempo, minimizando los costos y garantizando la disponibilidad oportuna de materiales primas en el proceso de dosificación. VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

26. RESULTADOS • La propuesta propone trabajar tamaños de lotes pequeños, contrario a lo que sucede actualmente, en donde se manejan tamaños de lotes grandes para disminuir los tiempos de alistamiento. • Aumentar el inventario disponible en tolvas no garantiza la disponibilidad oportuna de materiales en el proceso de dosificación, solo contribuye al aumento de los costos y a menor flexibilidad en el sistema. VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

27. RESULTADOS Pesos Pesos VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

28. INVESTIGACIONES FUTURAS • Ubicación de las materias primas en las bodegas con el fin de aumentar la velocidad de llenado. • Es posible validar el comportamiento del modelo frente a elementos estocásticos, tales como la variación en las velocidades de llenado, en las dietas nutricionales, en las capacidades de las tolvas y en los demás parámetros que son considerados como claves. VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

29. INVESTIGACIONES FUTURAS • Trabajar el problema Jerárquicamente, comenzando desde el Programa Maestro de Producción y terminando en la programación de operaciones. • Adicionalmente, como posibles investigaciones se pueden presentar el desarrollo de heurística y algoritmos que obtengan resultados satisfactorios en tiempos de cómputo menores. VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

30. CONCLUSIONES • La propuesta de programación de operaciones planteada es aplicable a otros tipos de industrias donde se presente el proceso de dosificación, tales como las harineras. • Solucionar el problema de ausencia de materias primas en el proceso de dosificación permite aumentar la producción, ahorrar costos, mejorar eficiencias y utilizar adecuadamente los recursos. VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios

31. Muchas Gracias VII Jornada Ingeniería Industrial, Universidad del Valle, sede Buga Producción, Manufactura y Servicios