Re-diseño de un layout para optimizar tiempos de entrega


Para mi TFG decidí (junto a mi compañero de tesis) investigar las causas de los problemas en los tiempos de entrega de una fabrica de calzado en Colombia debido a que presentaban una problemática en el tiempo de ciclo total del proceso productivo; un zapato estaba listo en 21 días desde de un cliente lanzaba una orden de producción (trabajan a MTO). Uno de los grandes problemas que presentan las fabricas de zapatos, en general, es la alta variabilidad en los lotes que se lanzan para fabricar los pedidos de los clientes debido a la alta variedad de estilos y tallas que presentan los catálogos. Según una reconocida firma mexicana para la que trabajé, el tiempo de procesamiento promedio de una planta de calzado debería estar entre los 5 a 7 días pero claro: ¿Cómo alcanzar estos tiempos cuando fabricas demasiados tipos de productos? Bueno, el problema se llama variabilidad y variedad. Esta empresa lanzaba lotes de productos de 50 pares de un estilo, luego lotes de 10 pares, después lotes de 35 pares sin ningún control sumando a que cada familia de zapatos presentaba tiempos muy distintos de procesamiento lo que generaba un aumento en las colas entre procesos, lo que podemos llamar inventario en proceso (WIP en ingles). Según la ley de Little el WIP=Capacidad de flujo*Tiempo de procesamiento; la capacidad de flujo generalmente en entornos MTO va estar acomodada a los tiempos que pide que cliente y efectivamente se encontró que la empresa tenia suficiente capacidad por lo que se debía reducir el WIP para mejorar el tiempo.

A medida que la variabilidad del tamaño del lote disminuye, el tiempo de ciclo disminuye de forma exponencial.

Comportamiento del tiempo ciclo respecto a la variabilidad del lote en una fábrica de calzado ideal, fuente propia

A raíz de esto se realizó una simulación de eventos discretos en Promodel con el fin de encontrar un tamaño de lote que permitiera disminuir los tiempos de entrega pero por más que se controlara el tamaño del lote la disminución no recaía de forma exponencial frente al tiempo total por lo que se decidió analizar cómo el diseño o la distribución de la fábrica pudiera ayudar a optimizar el tiempo. La empresa funcionaba como un job-shop donde en cada taller se encontraba una sola línea de montaje (excepto en el corte inicial donde se trabajaba en paralelo) que van armando el par de zapato según el estilo, los tiempos de preparación de cada línea son mínimos ya que son muy manuales.

Plano inicial de la empresa, fuente propia

Se analizó entonces las familias de zapatos que presentaban una variabilidad similar en sus tiempos de ciclo, donde se encontraron dos grupos-variabilidad similares y mediante la simulación se diseñó una nueva planta de producción con dos líneas en cada taller para cada grupo de variabilidad similar y se encontró un tamaño de lote ideal para cada línea logrando con esto disminuir la variabilidad por ende el WIP y el tiempo de ciclo final gracias a un nuevo diseño de layout.

diseño final propuesto, fuente propia

Realmente se dividieron en dos las líneas ya existentes en cada taller y se reasignó al personal mas unas cuantas nuevas contrataciones en algunos talleres para balancear las líneas logrando reducir el tiempo de ciclo final promedio a 7,16 días en la simulación mencionada anteriormente. Esta disminución del tiempo se da principalmente por el aumento de la productividad, la estabilización del tamaño de los lotes y la separación de la fabricación que divide la variabilidad disminuyendo las colas a más del la mitad por lo que el tiempo cae 3 veces de lo visto en la situación inicial.

No se decidió trabajar el problema desde una perspectiva de la secuenciación de la producción debido a lo complicado que sería para la empresa realizar una cada semana con tanta variedad de productos y tanta variabilidad en su producción por lo que un nuevo diseño de planta fue una solución más fácil de aplicar y que también ayudó a plantear una solución a la problemática más realista.

Mario Seni

Bibliografía: http://hdl.handle.net/11522/8769

Joe Biden y su interés en las cadenas de suministro


Puede parecer algo raro pero el presidente de los Estados Unidos de América, Joe Biden, ha puesto a las cadenas de suministro en el foco de la política estatal. Ha sacado dos decretos en lo que va del 2021 parar blindar a las cadenas de suministro norteamericanas de la dependencia de países competencia como China de varios materiales cruciales para industrias tan criticas como la de vehículos y tecnología. La pandemia no solo ha dejado una problemática de salud en el mundo sino que ha expuesto la fragilidad de las redes de suministro globales debido a su dependencia de unos pocos proveedores (países) que están generando muchas roturas de stock dentro de sectores industriales como el del automóvil, semiconductores, minerías y farmacéutica por lo que se ha encomendado revisar a detalle durante 100 días a todos las redes de estos nichos industriales con el fin de plantear alternativas que ayuden a minimizar tales dependencias.

Sueños de Biden se enfrentan a realidad de una compleja cadena de suministro  de chips | Refinitiv

Resulta muy interesante ver como el gobierno más poderoso del mundo quiere ayudar a un sector mayoritariamente privado a mejorar sus redes logísticas buscando que estas se abastezcan de países aliados o desde suelo norteamericano. Pero ¿por qué es una política de estado mejorar la flexibilidad y agilidad de las cadenas de suministro norteamericanas? Estos sistemas son de tal magnitud que tienen un peso tremendo en la economía y su afectación puede costar mucho dinero y generar problemas sociales; solamente el desabastecimiento de microchips de la industria automotriz le costará a los Estados Unidos unos 2000 millones de dólares. No solo es una cantidad de dinero tremenda sino que es una forma de perder competitividad frente a otros países ya que básicamente una cadena de suministro como la de Ford frenada en este país frena la economía durante varios días mientras que cadenas competencia en otros países pueden tomar ventajas, por esto, el portavoz de la casa blanda Jen Psaki decía: «EE.UU. debe asegurar que la escasez de producción, alteraciones comerciales, desastres naturales o acciones potenciales de rivales extranjeros y adversarios nunca vuelvan a dejar a EE.UU. vulnerable de nuevo», si, las cadenas de suministro pueden usarse como una potencial «arma» contra países rivales si se tiene control sobre ellas y este es otro de los miedos que hoy tienen en la casa blanca.

Habrá que esperar lo que encuentren las firmas que fueron contratadas para analizar estos sistemas pero seguramente hablarán de la gestión del riesgo, la flexibilidad; de la optimización de las redes buscando mínimos costes lo que ha llevado a tener pocos proveedores, pocos inventarios y a ubicar plantas de ensamblaje en regiones de costes de mano de obra muy bajos, de ambientes de fabricación adecuados al Lean donde las fluctuaciones abruptas de la demanda pueden generar serios problemas de reacción o de la falta de procesos colaborativos entre empresas pero por ahora podríamos preguntarnos si en nuestros países tenemos lideres con la visión que tiene el gobierno norteamericano para ver a las cadenas de suministro como un actor crítico en la economía y bienestar de todos ya que estos problemas dependencia no son exclusivos de ellos.

La logística de las rosa colombiana


Tal vez acá encuentres algo interesante para el trabajo de HOf3M. Las flores pertenecen a la agroindustria y su cadena de suministro es clave para que sea un negocio muy rentable por lo podrás leer como funciona esta red, de un modo resumido.

Pocas veces regale una rosa y la mayoría que entregué fueron para mi madre ya que me parece demasiado cursi esta forma de expresar cariño pero en Colombia es normal ver en cada esquina durante todo el año rosas, girasoles, orquídeas y otro sin numero de especies listas para la venta y, hasta que viajas a un país no tropical como España, te encuentras que no son tan normales como uno cree y que son un negocio muy rentable ya que su valor puede ser 2, 3, 4 veces más alto en una ciudad como Valencia que en mi ciudad natal, Barranquilla. Un ramo sencillo de 10 rosas en mi país puede costar al rededor de 4 a 5 euros mientras que en España puede estar al rededor de los 20 euros y si se habla de flores mas exóticas como la orquídea (flor nacional colombiana) la diferencia aumenta más lo que ha generado que sea uno de los negocios más importantes del país. Tan rentable es el negocio de las rosas y de otras flores que gira en torno a 3 días de 365 que tiene el año: San Valentín, día de la mujer y día de las madres, es decir, básicamente estas empresas «trabajan 3 días al año». Fuera del valor sentimental que hace que su precio se dispare, la red logística de las rosas juega un papel fundamental en su costo y en lograr que una flor que se corta en el altiplano cundiboyacense en el centro de Colombia cruce el Atlántico y llegue puntual el 14 de febrero o el pasado 8 de marzo a España como si las hubieran cultivado en las huertas a las afueras de la UPV.

Todo comienza semanas antes de la fecha especial cuando los mayoristas generan ordenes de compra y la empresa comienza el corte de las rosas en el invernadero donde se encuentran como stock sembrado. Este corte se debe hacer totalmente manual para mantener la calidad de la flor el cual puede tardar días en realzarse completamente dependiendo del lote. En el instante que se realiza este corte se activa la cadena de frio, toda una red logística tanto interna como externa para mantener una temperatura ideal para evitar la muerte de la flor que en el caso del primer corte para sacarla del invernadero debe mantenerse a 2 grados Celsius hasta que se realiza el proceso de despunte de espinas y preparación de la exportación donde se mantendrá a unos 4 grados Celsius. Por consiguiente para su exportación se debe tener encuentra cuatro factores básicos:

La gestión del stock

El embalaje junto con la unidad de carga y el empaque de protección

El medio movil

Los nodos intermodales

La gestión del stock es fundamental tanto para el productor como para el comprador. El productor debe planear sus inventarios meses atrás para sembrar la planta sin embargo tiene algo de margen de error pero el comprador final en Europa es el que menos puede darse el lujo de fallar ya que tendrá que vender en un solo día todo lo que compra o sino, tendrá una obsolescencia casi que total al día siguiente o peor aún, unos faltantes altísimos que no cubran los gastos de todo el año. La gestión de la demanda parece que juega un papel critico pero realmente es el tipo de modelo que se vaya a usar para calcular los stocks, por ejemplo ¿servirá en este caso el tradicional EOQ para abastecerse si es solo para el 14 de febrero así gestionemos muy bien la demanda futura? No, no requerirá un punto de reorden ya que no hay continuidad en la demanda pero tampoco serviría mucho un sistema (R,S) o de reaprovisionamiento periódico ya que siempre que revise tendrá su inventario en cero por ende se estará pidiendo siempre un máximo permitido por lo cual es mejor plantearse cómo calcular una cantidad exacta para una única vez. Para el caso de una tienda que venda un solo tipo de rosas en fechas especiales puntuales le cae perfectamente el modelo del «vendedor de periódicos» donde se podría asumir normalidad de la demanda o si tiene ventas de tipo discretas podría calcular las probabilidades empíricas de su demanda pasada y con esto calcular la utilidad esperada que mejor se adapte al conjunto de posibles valores que puede tomar la demanda; hay mucha tela por cortar con este tipo de modelo.

El empaque de las rosa dependerá del tipo de cliente y tipo de rosa: si la rosa va para una gran superficie como Carrefour su empaque cambia a si es para una floristería en particular ya que esta ultima puede pedir rosas sueltas para ella hacer el empaque final mientras que la gran superficie puede solicitar paquetes de 12 o 24 rosas (si, usan múltiplos de 2 para generar sus stocks desde hace décadas). Con esto se puede concebir que el tamaño del empaque y la unidad de carga cambian constantemente haciendo que los procesos de packaging sean mucho más complejos y si se le suma la limitante de tiempo para transportar, el problema empeora. Esto condiciona totalmente el embalaje del producto ya que no solo se debe tener en cuenta la fragilidad contra la estabilidad y el factor temperatura sino que el embalaje irá cambiando de acuerdo con los cientos de clientes que puede tener un gran floricultor lo que impone todo un reto para los encargados de despacho de la empresa exportadora y de la empresa transportadora.

San Valentín", las flores y la importancia de la carga aérea
Embalajes de rosas colombianas rumbo a Miami por aerolínea LATAM con bodega de temperatura controlada.

Tal vez la toma de decisiones más sencilla que hay en esta red de suministro es el medio móvil para mover las flores. Como se ve en la foto anterior, el único medio factible para su exportación es el avión por su rapidez ya que en un solo envío y en un solo día no se cubrirá toda la demanda de una empresa (si, algunos clientes deberán almacenar unos días antes a la venta); para llegar a los aeropuertos y salir de los mismos el camión refrigerado es la única opción. También la imagen nos muestra la importancia de minimizar el intercambio modal ya que se puede ver que antes de ingresar a bodega las rosas son sometidas a temperatura ambiente que puede pasar de los 10 grados que normalmente tiene Bogotá en las mañanas a los 30 grados que puede tener Miami un día de las madres a las 12:00 PM además que deben pasar procesos aduaneros largos por lo que su cadena de frio no es continua y entre más nodos tenga más rupturas de temperatura tendrá.

Con todo esto se puede ver a simple lógica por qué una rosa en Valencia es tan costosa respecto a una que se pueda comprar en cualquier ciudad colombiana. El arrastre de costos del producto debido a su producción manual, a su almacenamiento con alto consumo energético, a su compleja planificación logística y los costosos modos de transporte hacen que su precio aumente drásticamente por kilometro recorrido fuera del invernadero. Es esta alta complejidad en su suministro lo que hace que sea un regalo de alto valor simbólico y se mantenga aún como el ícono de muchas ocasiones especiales.

Bibliografía

Fundamentos de Control y Gestión de Inventarios.: Carlos Julio Vidal Holguín, Programa Editorial Universidad del Valle, 2010.

Logística espacial: Una mirada de la ingeniería industrial al universo


En este blog se tocarán temas relacionados con la importancia que tendrá logística de cara al futuro fuera de nuestro planeta no solo dentro de su espacio gravitatorio sino hacia Marte y también un poco de la profesión de ingeniero industrial/organización industrial en este ámbito.

La ingeniería industrial parece que es, de todas, la ingeniería que más se aleja de ese sueño de explorar y entender el universo que siempre ha tenido la humanidad pero la importancia de su aplicación en la carrera espacial no es del nada fantasiosa. La logística es fundamental hoy en día para el funcionamiento de las operaciones espaciales que se llevan y que se han llevado acabo, desde el Sputnik I, la llegada a la luna hasta la recientemente misión de la NASA con el explorador remoto Perceverance y en todas estás misiones se puede encontrar algo en común: transportar carga. Sea esa misma carga un satélite, personas o muestras de otros entes espaciales (como la roca lunar traída con el Apollo XI) que han sido recogidas requieren de un sistema logístico para transportarse desde el planeta a destino y traer del destino a nuestro planeta por ende se entiende que todo esto tendrá unos costos que minimizar, unos tiempos que respetar, y si se quiere ampliar más, toda una red de suministro que debe estar coordinada y colaborando para alcanzar un objetivo en el espacio exterior y esto es básicamente lo que nosotros los ingenieros industriales estudiamos dentro de un ámbito empresarial. No solo hay que ver la importancia de ingeniería logística dentro de misiones que llevan muchos años de planificación y de una sola ejecución sino en operaciones repetitivas en periodos temporales mucho más cortos como el abastecimiento de alimentos y de otros recursos a la Estación Espacial Internacional (EEI) donde siempre hay científicos realizando actividades y por ende necesidades que cubrir (un nuevo mercado). Esto ha generado todo un nuevo negocio donde Elon Musk es protagonista donde se realizan alianzas publico-privadas entre La NASA y SpaceX o Northrop Grumman para abastecer la EEI de toda clase de provisiones o recoger resultados científicos.

La nave de carga Cygnus OA7 acoplada a la ISS — Latam Satelital
Nave de carga Cygnus acoplada a la EEI de la empresa Northrop Grumman

Mas allá de esto, científicos ya piensan en sistemas logísticos para las rutas Tierra-Marte, la optimización de los recursos para la viabilidad del transporte hacia el planeta rojo, la ubicación de plantas de generación de recursos extraterrestres y la movilización de carga como [1] Chen et al 2020 plantean en un modelo matemático de programación lineal entera mixta que busca optimizar los costos logísticos de un sistema de transporte Tierra-Marte tipo ISRU o sistema de utilización de recursos in situ encontrados a lo largo de la ruta espacial para lograr el objetivo, en palabras más simples: es una ruta de recolección de recursos que ayudan a generar un viaje interplanetario y que en este caso plantean utilizar recursos que se podrán recolectar pasando por la Luna y tomando camino a Marte y con esto se logren minimizar costes de transporte asociados al peso de la nave o del diseño de la misma, por ejemplo.

Figura 1
Posibles rutas de la Tierra a Marte en un sistema ISRU (tomado de Chen et al 2020)

Sin embargo, lo más interesante de este articulo no es el uso de modelos matemáticos para optimizar rutas interplanetarias o la visión logística que ya se tiene de las rutas espaciales como si fueran rutas de recolección de un camión de «Correos del Estado» sino el planteamiento de redes logísticas diseñadas por el producto que se transporta (astronautas y otras cargas en este artículo) pero también por los recursos a usar durante el viaje y el sistema de propulsión que la nave requiere para lograr su objetivo, por lo que vale la pena preguntar: ¿la logística espacial puede cambiar el paradigma del diseño de la red logística generado por el producto y llevarlo a modelos donde se deben tener encuentra también otros factores como el tipo de sistema de propulsión o los tipos de recursos a recoger para llegar a destino o solo será algo fuera de este planeta?

La logística espacial es sin duda, toda una sub-rama de la logística que merece la pena estudiar y que retará a los ingenieros industriales a entender problemas muy alejados del foco empresarial e incluso del entendimiento de la física clásica pero que requieren técnicas y metodologías ya probadas en sistemas tan complejos como los que nos propone la colonización del espacio.

Bibliografía

http://t21.com.mx/opinion/vuelo/2017/09/06/logistica-espaci

https://www.trt.net.tr/espanol/ciencia-y-tecnologia/2020/02/19/la-nave-de-carga-cygnus-llega-a-la-estacion-espacial-internacional-1362568

[1] Chen et al.: Integrated in-situ resource utilization system design and logistics for Mars exploration. Acta Astronautica (170), 82-90 (2020).