Planificación de los requerimientos de materiales mrp y mrp ii

7.5 Planificación de los requerimientos de materiales mrp y mrp ii

MRP (Material Requirements Planning) es un sistema computarizado que, partiendo de la demanda de productos finales, calcula automáticamente qué materias primas, componentes y subconjuntos se necesitan, en qué cantidades, y cuándo debe ordenarse cada uno para que lleguen justamente a tiempo para fabricación. Revolucionó la gestión de inventarios en fabricación mecánica al reemplazar las aproximaciones tradicionales de "punto de reorden" por un sistema lógico basado en demanda real. MRP II (Manufacturing Resource Planning) extiende el concepto para incluir gestión de recursos humanos, financieros y de capacidad.

Problemática previa a MRP: gestión tradicional de inventarios

Antes de MRP, las empresas gestionaban inventarios mediante sistemas de "punto de reorden": cuando el stock de una parte caía por debajo de cierto nivel, se ordenaba más. Esto tenía consecuencias: exceso de inventario porque los puntos de reorden eran conservadores (si te falta material, la línea se para, así que mejor tener mucho), inventarios obsoletos si cambios de demanda hacían que ciertos materiales ya no fueran necesarios, falta de coordinación (ordering múltiples partes sin considerar que algunas se necesitan conjuntamente), y alta inversión en capital de trabajo.

Una planta de fabricación mecánica produciendo, digamos, 1,000 bombas hidráulicas mensuales pero sin MRP, podría mantener inventarios de cilindros, válvulas, tuberías y conexiones basándose en aproximaciones. Si la demanda bajaba a 500 bombas, el inventario no se ajustaba rápidamente; continuaba ordenando cantidades históricas. Si la demanda subía a 1,500, incurría en compras de emergencia costosas.

Principios fundamentales de MRP

MRP invierte la lógica: comienza con la demanda (plan maestro de producción), trabaja hacia atrás a través de la estructura de producto, y calcula necesidades exactas de componentes. Si el plan maestro dice que necesitamos 1,000 bombas hidráulicas en la semana 10, y cada bomba requiere 4 cilindros, 2 válvulas y 12 conexiones (la "lista de materiales" o BOM: Bill of Materials), entonces MRP calcula que necesitamos 4,000 cilindros, 2,000 válvulas y 12,000 conexiones para la semana 10.

Si algunos cilindros estén ya disponibles en inventario (500), MRP neto calcula que necesita ordenar solo 3,500. Si los cilindros tienen tiempo de entrega de 2 semanas, la orden debe colocarse en la semana 8. MRP coordina estas lógicas para cientos o miles de componentes simultáneamente.

El sistema se basa en tres elementos esenciales: (1) Plan Maestro de Producción (MPS: Master Production Schedule) que especifica qué productos finales y en qué cantidades se producirán en cada período, (2) Lista de Materiales (BOM) que especifica qué componentes se necesitan por cada producto final, y (3) Estado de inventario (stock disponible, órdenes pendientes) actualizado en tiempo real.

Algoritmos MRP: lógica de cálculo

El algoritmo MRP funciona periodo por periodo (típicamente semanal). Para cada componente, calcula necesidad bruta (cuánta se requiere ese periodo basándose en demanda de productos finales), recepción programada (órdenes colocadas en periodos anteriores que llegan este período), inventario disponible (stock físico), necesidad neta (necesidad bruta menos lo que ya se tiene), tamaño de orden (cuánta se debe pedir; puede ser cantidad exacta de necesidad neta, o múltiplos si hay economías de escala), y tiempo de entrega (cuándo debe colocarse la orden para que llegue a tiempo).

Para nuestro ejemplo de cilindros para bombas: si necesidad bruta es 4,000 en semana 10, recepción programada es 500 (de orden anterior), inventario disponible es 200, necesidad neta es 4,000 - 500 - 200 = 3,300. Si tiempo de entrega es 2 semanas y se ordena exactamente necesidad neta, se coloca orden de 3,300 en semana 8.

Si hay economías de escala (costo fijo de orden, descuentos por cantidad), el algoritmo puede recomendar pedir más: quizás pedir 3,500 si eso es múltiplo estándar de fabricación. El sistema calcula sensibilidad: si pido 3,300 versus 3,500, ¿el costo extra de 200 unidades en inventario vale la pena comparado al costo de orden?

Niveles de codificación y estructura BOM

Los materiales se codifican en niveles de profundidad. El nivel 0 es el producto final (bomba hidráulica). Nivel 1 incluye componentes comprados (cilindro, válvula) y subconjuntos fabricados (grupo de tuberías). Nivel 2 incluye partes que componen el grupo de tuberías (tuberías, conexiones, sellos). Esta estructura jerárquica es crítica para que MRP calcule correctamente cuándo necesita cada componente.

MRP procesa la BOM de forma explosiva (hacia abajo): partiendo de necesidades de nivel 0, calcula necesidades de nivel 1, que genera necesidades de nivel 2, etc. Si hay retrasos en componentes de nivel 3, esto impacta necesidades de nivel 2, que afecta nivel 1, que finalmente afecta disponibilidad de producto final. MRP simula estas cascadas automáticamente.

MRP II: extensión a gestión de recursos

MRP original se enfocaba únicamente en materiales. MRP II (conocido como "Manufacturing Resource Planning" de segunda generación) extiende el concepto para incluir otros recursos críticos: capacidad de máquinas, disponibilidad de mano de obra, flujo de caja financiero. Si el plan maestro dice producir 1,000 bombas pero la máquina de mecanizado solo tiene capacidad para 800, MRP II detecta el conflicto y alerta al planificador para que ajuste el MPS o busque capacidad adicional.

MRP II integra módulos: MRP de materiales (lo anterior), CRP (Capacity Requirements Planning) que valida que máquinas tienen suficiente tiempo disponible, SRP (Sales and Operations Planning) que alinea demanda de ventas con capacidad de producción, y Financial Integration que presupuesta impacto financiero de los planes.

En fabricación mecánica, MRP II es particularmente valioso porque capacidad de máquinas es frecuentemente el recurso más limitante. Un plan de producción que requiere 2,000 horas de mecanizado pero la máquina solo tiene 1,500 horas disponibles en el mes es no-viable. MRP II lo detecta antes de comprometer con cliente.

Ejemplo práctico: fabricación de caja de cambios

Considere una planta que fabrica cajas de cambios para maquinaria pesada. El plan maestro de producción especifica 50 cajas en enero. La estructura BOM incluye: cuerpo principal (fabricado internamente, 8 días de mecanizado), eje primario (comprado, 10 días de entrega), eje secundario (fabricado internamente, 6 días), piñones (comprados, 15 días de entrega), rodamientos (comprados, 5 días de entrega), sellos (comprados, 3 días de entrega), aceite (comprado, 2 días de entrega).

MRP calcula: para tener 50 cajas listos el 31 de enero, el cuerpo principal debe estar completado el 23 de enero (dejando 8 días de margen). Esto requiere que la mecanización comience el 15 de enero. El eje primario debe estar disponible el 23 de enero, así que se debe ordenar el 13 de enero (10 días antes). Los piñones deben llegar el 16 de enero como máximo (para permitir ensamble), así que se ordenan el 1 de enero (15 días antes).

El sistema genera automáticamente un cronograma de órdenes: 1 de enero (piñones), 2 de enero (aceite), 4 de enero (rodamientos), 8 de enero (sellos), 13 de enero (eje primario), 15 de enero (iniciar mecanización cuerpo principal). Si hay cambios en plan maestro, MRP recalcula automáticamente.

Sistemas MRP integrados en fabricación actual

Actualmente, MRP es raramente implementado en forma "pura"; está integrado en sistemas ERP (Enterprise Resource Planning) como SAP, Oracle, Microsoft Dynamics. Estos sistemas conectan MRP con contabilidad, control de calidad, planificación de mantenimiento, logística. Cuando una orden de material se registra, automáticamente afecta flujo de caja (factura a proveedor) y gestión de almacén (actualiza inventario).

Algunos sistemas permiten MRP dinámico donde plan maestro se ajusta en tiempo real basándose en cambios de demanda o disponibilidad de recursos. Esto es particularmente valioso en contextos donde cambios son frecuentes (produce-para-orden, produzca-para-mercado altamente variable).

Limitaciones y desafíos de MRP/MRP II

MRP depende críticamente de datos precisos: si la BOM es incorrecta (lista componentes que no se usan o falta componentes reales), los cálculos son basura. Si tiempos de entrega de proveedores están desactualizados, MRP ordena inmoportunamente. Si la demanda (plan maestro) es imprecisa, todo el sistema se basa en datos erróneos.

Además, MRP asume que componentes están siempre disponibles de proveedores al solicitarlos, que máquinas siempre funcionan sin averías, que no hay defectos de calidad. En realidad, hay incertidumbre. Por eso se introducen "stock de seguridad" (inventario extra como amortiguador) y "tiempos de entrega de seguridad" (ordenar más temprano que estrictamente necesario).

Finalmente, MRP genera órdenes que optimizan necesidades de material pero no necesariamente minimizar inversión total de inventario. Puede generar órdenes pequeñas (exactas a necesidad) que incurren en muchos costos de orden, o consolidar órdenes de múltiples periodos que genera inventario. El balance requiere análisis de costo-beneficio.

Ideas clave

• MRP calcula automáticamente necesidades de materiales trabajando hacia atrás desde plan maestro de producción, basándose en BOM (lista de materiales)
• El algoritmo central calcula: necesidad bruta, menos inventario disponible y recepciones programadas, iguala necesidad neta que se ordena con tiempo de entrega apropiado
• MRP reemplaza sistemas tradicionales de "punto de reorden" con lógica basada en demanda real, reduciendo inventarios y coordinando órdenes
• La estructura BOM jerárquica (niveles 0-N) permite que MRP simule cascadas: cambios en demanda de productos finales generan cambios en necesidades de componentes nivel por nivel
• MRP II extiende el concepto incluyendo validación de capacidad (máquinas, mano de obra) y impacto financiero, detectando conflictos entre demanda y capacidad disponible
• El éxito de MRP/MRP II requiere datos precisos (BOM correcta, tiempos de entrega reales, demanda confiable) y gestión de incertidumbre mediante stocks de seguridad y tiempos de entrega de seguridad