Programa maestro de producción

5.4 Programa maestro de producción

Hasta ahora hemos hablado en términos agregados: producir 3.000 unidades el mes que viene, decidir si usar horas extra, evaluar máquinas saturadas. Pero en la fábrica física necesitamos granularidad: ¿qué producto exacto se fabrica qué semana? ¿Cuándo ponemos en máquina el lote de componentes W? El Programa Maestro de Producción (Master Production Schedule, MPS) es el documento que traduce el plan agregado en órdenes específicas de productos para cada período (típicamente semanal o diaria en fabricación moderna). Es el puente entre la estrategia agregada y la ejecución operativa.

Naturaleza y estructura del MPS

El MPS es una tabla que especifica, para cada semana (o día) de un horizonte de planificación (típicamente 4-12 semanas), cuántas unidades de cada producto se planean producir y completar. Diferencia dos conceptos cruciales: programa planificado (planned order release) indica cuándo iniciar una orden; completado (scheduled receipt) indica cuándo está lista para vender o entrega a cliente. El MPS se construye típicamente sobre el pronóstico de demanda y órdenes de clientes confirmadas.

Para un ejemplo simple de un taller que fabrica tres productos:

Producto A: Demanda semanal: 100 unidades. Tiempo de fabricación: 2 semanas. Tamaño de lote: 300 unidades (se produce cada 3 semanas).

Producto B: Demanda semanal: 150 unidades. Tiempo de fabricación: 1 semana. Tamaño de lote: 300 unidades (se produce cada 2 semanas).

Producto C: Demanda semanal: 80 unidades. Tiempo de fabricación: 3 semanas. Tamaño de lote: 250 unidades (se produce cada 3+ semanas).

Un MPS inicial sería:

Semana 1: Completado A=0, B=300, C=0. Iniciar orden A (completará en semana 3), iniciar orden C (completará en semana 4).

Semana 2: Completado A=0, B=0, C=0. Iniciar orden B (completará en semana 3).

Semana 3: Completado A=300, B=300, C=0. Iniciar orden A (completará en semana 5), iniciar orden B (completará en semana 4).

Este es un MPS básico. En realidad, la construcción es más sofisticada.

Construcción del MPS: métodos y variables

Existen varios métodos para construir un MPS realista. El método Make-to-Stock (MTS) es para productos estándares con demanda predecible. El MPS se basa en pronóstico de ventas y niveles de seguridad de stock. Si se pronostica demanda de 100 unidades semana próxima y el stock actual es 50, se produce 100 para mantener inventario objetivo de 50.

El método Make-to-Order (MTO) es para productos personalizados o bajo demanda. El MPS se basa en órdenes de clientes confirmadas, no en pronósticos. Un fabricante de máquinas industriales personalizadas usa MTO: solo produce cuando tiene PO (purchase order) de cliente. Esto reduce inventario pero extiende tiempos de entrega.

El método Assemble-to-Order (ATO) es híbrido: los componentes se fabrican a pronóstico (MTS), pero el ensamblaje final ocurre bajo orden del cliente (MTO). Un fabricante de computadoras puede tener stock de procesadores, memorias, discos duros (componentes estándares) y armar computadoras personalizadas según especificación del cliente.

Las variables principales que el MPS debe equilibrar son:

Tamaño de lote: Producir en lotes grandes reduce costos de cambio (amortizados entre más unidades) pero aumenta inventario. Producir en lotes pequeños reduce inventario pero aumenta tiempos de cambio. El tamaño óptimo depende de la relación entre costo de cambio y costo de almacenamiento, calculable mediante el modelo EOQ que revisamos antes.

Frecuencia de producción: Si demanda de producto A es 100/semana y producimos en lotes de 400, producimos cada 4 semanas. Si producimos lotes de 200, cada 2 semanas. Mayor frecuencia requiere más cambios de máquina, pero reduce picos de inventario.

Lead time: Tiempo entre inicio de orden y finalización. En MTS, necesitamos completar producto antes de que se agote el stock (llevar tiempo suficiente de anticipación). En MTO, el lead time es compromisos con cliente: "su computadora estará lista en 3 semanas". Un lead time largo en MTO afecta competitividad.

Restricciones en el MPS

No cualquier MPS es viable. Debe satisfacer restricciones operativas. Capacidad: La suma de tiempos de proceso de todas las órdenes en el MPS no puede exceder la capacidad disponible de máquinas críticas. Si la máquina más saturada está al 110% de capacidad, el MPS es infactible.

Disponibilidad de componentes: Para ensamblar un producto, sus componentes deben estar disponibles. Si el componente X tiene lead time de 4 semanas y se necesita en semana 6, la orden de compra de X debe emitirse en semana 2. El MPS debe coordinarse con planes de compra.

Niveles de seguridad de stock: La mayoría de sistemas mantienen stock mínimo de seguridad para amortiguar variaciones impredecibles de demanda. El MPS debe garantizar que nunca se cae por debajo de ese nivel. Si stock de seguridad de producto B es 100 unidades y se pronostica consumo de 150 en la semana próxima mientras hay 150 en stock, hay que producir al menos 100 para mantener seguridad.

Ejemplo integrado: construcción del MPS para un trimestre

Una empresa fabrica herramientas de precisión: brocas especializadas. Produce tres tipos: tipo 1 (demanda 200/semana), tipo 2 (150/semana), tipo 3 (100/semana). Demanda total: 450/semana. El plan agregado define que se producirán 450×13 = 5.850 unidades en el trimestre (13 semanas). Capacidad disponible por máquina es 1.000 unidades/semana (agregada en toda la fábrica). Hay capacidad holgada.

Stock de seguridad: tipo 1 (400 unidades), tipo 2 (300 unidades), tipo 3 (200 unidades). Stock inicial: tipo 1 (500), tipo 2 (350), tipo 3 (250). Tamaño de lote económico: tipo 1 (600 unidades), tipo 2 (450), tipo 3 (300).

Construcción del MPS, primeras 4 semanas:

Semana 1: Demanda esperada: 1=200, 2=150, 3=100. Stock inicial disponible: 1=500, 2=350, 3=250. Stock después de venta (sin producir): 1=300, 2=200, 3=150. Tipo 2 está por debajo de seguridad (300). Iniciar producción lote tipo 2 (450 unidades, completará en semana 2 si lead time es 1 semana). Tipo 3 en límite. Iniciar producción tipo 3 (300 unidades).

Semana 2: Demanda: 1=200, 2=150, 3=100. Stock sin producción: 1=100, 2=(200+450-150)=500, 3=(150+300-100)=350. Tipo 1 está muy bajo. Iniciar producción tipo 1 (600 unidades). Tipo 2 y 3 cómodos.

Semana 3: Demanda: 1=200, 2=150, 3=100. Stock sin producción: 1=(100+600-200)=500, 2=(500-150)=350, 3=(350-100)=250. Todos en niveles sostenibles. Sin iniciar nuevas órdenes (relajación en la semana).

Semana 4: Similar a semana 3. El patrón se estabiliza: tipo 1 produce cada 3 semanas (cada 600/200=3 semanas de demanda), tipo 2 cada 3 semanas (450/150), tipo 3 cada 3 semanas (300/100).

Este MPS es viable: cada semana la producción requerida está dentro de capacidad (sumado no excede 1.000), stocks se mantienen entre mínimo y máximo razonable, demanda se satisface. Es el documento que guía la fábrica: en semana 2, ordena al piso de producción "fabricar 600 unidades de tipo 1", especificando máquinas, materiales y operarios.

Dinámicas del MPS en el tiempo: nerviosismo

Un desafío importante es el "nerviosismo" del MPS: cambios frecuentes en el programa debido a nuevas órdenes de clientes, cancelaciones o retrasos en entregas de proveedores. Cada cambio desestabiliza: si la semana 5 teníamos planeado producir 600 de tipo 1, pero llega nueva orden de cliente y es necesario adelantar a semana 4, hay que cambiar el programa de máquinas, reasignar operarios, posiblemente frenar tipo 2 o 3. Esto genera costos de cambio, reduce eficiencia, causa estrés.

Para minimizar nerviosismo, se establece un horizonte congelado: las 2-4 primeras semanas del MPS son fijas y no se cambian (excepto emergencias). Las semanas 5-8 son semifijas (cambios menores permitidos). Las semanas 9-13 son firmes pero pueden cambiar más libremente. Esto balancea flexibilidad (capacidad de responder a cambios) con estabilidad operativa.

Ideas clave

• El MPS traduce el plan agregado en órdenes específicas de productos por semana o día, siendo el documento operativo que guía la fábrica.
• Diferentes contextos requieren diferentes métodos: MTS (productos estándares con demanda predecible), MTO (productos personalizados bajo orden), ATO (componentes a stock, ensamblaje bajo pedido).
• El tamaño de lote óptimo balancea costos de cambio de máquina versus costos de inventario, típicamente calculado mediante EOQ.
• El MPS debe satisfacer restricciones: capacidad de máquinas, disponibilidad de componentes, niveles de seguridad de stock.
• La construcción del MPS es iterativa: pronóstico de demanda, análisis de stock actual, determinación de órdenes a iniciar, validación de capacidad, ajustes.
• El horizonte congelado estabiliza operaciones minimizando cambios frecuentes mientras mantiene flexibilidad para cambios planificados en período más lejano.