Materiales requeridos en el momento oportuno para los clientes necesarios sin llegar a tener un excesivo inventario. ¿Suena complicado? Es un problema clásico en producción y que recibe el nombre de Planificación de requerimientos de material (PRM) o en inglés Material Requirements Planning (MRP).
Con el MRP respondemos las siguientes preguntas:
- Qué producir o inventariar
- Cuánto producir o inventariar
- Cuándo producir o inventariar
Ha sido un tema de mucho estudio y que a través del tiempo ha evolucionado con la llegada de computadores y software.
Trae muchos aspectos consigo, como cumplir al cliente a tiempo, reducir inventario y costos, incrementar eficiencia, etc.
Así que, hay mucha tela por cortar. Hoy en Ingenio Empresa para la planificación de la producción, vamos a tocar este tema buscando que sea fácil de entender para aquellos que lo revisan por primera vez o que ya han tenido un acercamiento.
Hay mucha teoría, así que si quieres irte directo a la práctica usa la tabla de contenido.
¡Iniciamos!
¿Qué es planificación de requerimientos de materiales o MRP?
Se define MRP como la planificación de los insumos, componentes y materiales de demanda dependiente para la producción de artículos finales, lo que conlleva a la administración del inventario y programación de pedidos de reabastecimiento. Todo esto hecho para cumplir al cliente en los tiempos estimados y con la calidad requerida.
Esta es la definición más genérica que te puedo dar. Vamos a analizar cada parte.
- Cada artículo que tu produces está compuesto por insumos, componentes o materiales. A veces más, a veces menos.
- Cuando la demanda de un artículo está ligada a la de otro, hablamos de demanda dependiente. Ejemplos de artículos de demanda dependiente son: en los zapatos: cordones, plantilla y suela; en los celulares: el carbono, silicio, grafito, coltán, y un largo etc; y en los automóviles: radiadores, neumáticos, luminarias, etc.
- Hablamos de administración de inventario y pedidos de reabastecimiento porque con el MRP buscamos mantener bajos los niveles de stock a fin de disminuir costos. Esto implica reabastecer el inventario en momentos concretos buscando que el costo de posesión sea mínimo.
Es común que la planificación de requerimientos de materiales (MRP) sea asociada a un software. De hecho algunos autores definen el MRP como un software o sistema computarizado para administrar el inventario de demanda independiente y los puntos de reorden, y en cambio le otorgan la definición anterior al «plan» de requerimientos de materiales.
Es por esto que mucho software ERP (enterprise resource planning) trae un módulo denominado MRP, por ejemplo SAP.
Desde la planeación agregada, pasando por el programa maestro hasta la planificación de requerimientos de materiales
En anteriores post hemos hablado de la planificación agregada de producción, el plan maestro y ahora hablamos del MRP. Aunque ya hemos dicho que no siempre se sigue una estructura jerárquica de producción (como lo hicimos aquí), lo que conlleva que en ocasiones el MPS no se desagrega del PAP (es más, hay empresas que no cuentan con plan agregado y si con MPS y MRP) si es importante definir cuál es la diferencia de uno con otro.
- Con el plan agregado o PAP hablamos de familias de productos. En una empresa de chocolates esto sería la línea de galletas, burbujas y sobres de chocolate. Por ejemplo en el PAP hablamos de cuánto vamos a producir en la familia de producto de galletas de chocolate para el próximo trimestre.
- Con el programa maestro de producción o MPS profundizamos en las referencias de las familias de producto, definiendo cuánto vamos a producir y en qué momento. Por ejemplo en el MPS definimos cuántas galletas de chocolate con minichips de 3×4 vamos a producir en las próximas 4 semanas.
- Por último, el plan de requerimiento de material profundiza aún más y dice los materiales (crema, minichips, empaque, etc) y las cantidades para producir las galletas de las que hablamos en el MPS.
Definiendo cada uno de los conceptos en torno al MRP
Este tema involucra numerosos conceptos, como demanda dependiente, lista de materiales y programa maestro.
Para ilustrar cada concepto, Stephen Chapman en su libro «Planificación y control de la producción», hace una analogía muy interesante acerca de una cena de lasaña, y es lo que te voy a contar antes de la definición de cada concepto por aparte.
Chapman nos pone en los pies del cocinero de una familia que planifica las cenas de la semana. Lo primero que hace es crear el menú. El día de hoy vienen unos invitados importantes a la casa y hoy toca lasaña. Decide entonces la cantidad de lasaña por hacer a partir del número de personas. Hacer esa lasaña involucra un procedimiento en el que se usan unos materiales e insumos específicos, como la carne, el pan y la salsa; o sea que tiene que definir cuánto necesita de cada ingrediente. Pero además, debe de conocer qué hace falta por comprar porque en el inventario ya cuenta con algunos ingredientes, pero hacen falta otros. Para apoyarse, cuenta con la receta y el conocimiento del tiempo que se demora preparando los ingredientes, haciendo el plato y su tiempo en el horno. Todo esto para que los invitados tengan su cena a tiempo y calentita en sus mesas.
Así pues, definamos los conceptos:
- Programa maestro: Menú
- Lista de materiales: Ingredientes
- Trayectoria del proceso: Paso a paso para cocinar
- Necesidades de material: Cantidad de ingredientes tanto en inventario como para comprar
- Tiempo de espera: Tiempo para hacer preparación
¿Qué necesitamos? Los inputs o entradas del MRP
- El MPS o programa maestro define la cantidad de artículos a producir en el horizonte de tiempo establecido. A nivel general, las cantidades de artículos terminados en un MPS se definen a partir de dos fuentes de demanda: La demanda pronosticada y la demanda de los clientes que hacen pedidos específicos para una fecha deseada.
- La lista de materiales detalla las cantidades de insumos, materiales y componentes de los que consta cada artículo. Este puede cambia según el diseño del artículo.
- El registro de inventarios contiene las cantidades disponibles y las pedidas, así como el tiempo estimado para su arribo. Se ve modificado por las transacciones de inventario.
Lista de materiales
También conocido como BOM o bill of materials, la lista de materiales es el detalle de componentes, piezas o materiales que estructuran el producto terminado.
En un BOM, los artículos que están por encima de un nivel, se denominan padres; los que están abajo se llaman hijos. El nivel superior es el nivel 0 y a medida que desciende, va aumentando el nivel. Cada material tiene entre paréntesis la cantidad necesaria para fabricar una unidad de su padre superior.
Fíjate en la imagen: El artículo A está compuesto por 3 unidades del artículo B y 1 del C. A su vez, el artículo B está conformado por 3 unidades del artículo D, 1 del E y 2 del F. Al otro lado, El C está conformado por 4 unidades de G y 1 unidad de H.
Programa maestro de producción
El siguiente insumo para el MRP es el MPS. Ya hemos explicado en este post en qué consiste el programa maestro de producción. Pero por supuesto puedes profundizar en su definición y elaboración haciendo click aquí: MPS
Registros de inventario
El tercer insumo para el MRP. Los registros de inventario son el resultado de las transacciones de inventario.
¿Qué transacciones? Por ejemplo:
- Generación de nuevos pedidos
- Recepción de pedidos
- Cancelación de pedidos
- Devolución de inventario de baja calidad
- Pérdidas por desperdicio o vencimiento
- Ajuste de fechas de arribo de pedidos
¿Lo tienes? Las transacciones de inventario son eventos de inventario que deben quedar registrados, de tal forma que al ver el registro podamos identificar el saldo disponible de materia prima para elaborar el MRP.
Cómo hacer un MRP o planificación de requerimientos de material
Paso 1: Definiendo la lista de materiales (BOM)
Para empezar, define la estructura de tu producto.
¿Cómo se compone?
No te olvides de colocar el nombre de ese componente, bien sea con una letra o el nombre en sí. Esto dependerá de la complejidad de la estructura del BOM. Acuérdate además, de colocar entre paréntesis la cantidad del padre superior.
Paso 2: Qué, cuándo y cuánto producir: el programa maestro
Debes tener un programa maestro de producción en el cual, tienes la cantidad de unidades a producir por horizonte de tiempo, trazado generalmente en semanas.
Esto nos permitirá conocer qué componentes y materiales debemos conseguir y fabricar para cumplir con la cantidad definida en el MPS, pero no sin antes considerar el inventario.
Paso 3: Qué es lo que hay en casa: El registro de inventario
Definidos los componentes y materiales por artículo, en una tabla separa para cada uno de ellos:
- El inventario disponible: Es el inventario de cada componente y material que tienes listo para usar.
- Stock o inventario de seguridad: Cantidad mínima que tiene tu empresa en caso de que haya un déficit. temporal de materia prima. Es opcional y puede que no lo uses si tu objetivo es ahorrar costos en inventario.
- Lead time (tiempo de ciclo, tiempo de entrega, tiempo de espera… como le quieras llamar). Es el tiempo que transcurre desde que colocas la orden de un pedido hasta que este llega.
- Recepciones programadas: Pedidos colocados tiempo atrás y que están programadas para arribar en próximos días.
Paso 4: El software para hacer el MRP
Existen diversos sistemas computarizados para elaborar un MRP, por ejemplo SAP. No obstante, lo haremos con excel en una tabla como esta:
Paso 5: Necesidades brutas
Es la cantidad de artículos, materiales, componentes e insumos que nos disponemos a fabricar. Si se trata de un producto terminado (demanda independiente) las cantidades provienen del MPS. Caso contrario, si se trata de un material o componente con demanda dependiente, las necesidades brutas serán las dictadas por la explosión de necesidades. Si lo que acabas de leer te suena confuso, espera a por el ejemplo donde vas a aterrizar el apredizaje.
Así pues, define las necesidades brutas. Comenzaremos haciéndolo para los productos terminados, por lo tanto las necesidades serán las cantidades del artículo dispuestas en el MPS.
Paso 6: Recepciones programadas
Si existe un pedido que está por llegar, coloca la cantidad y la semana en que lo hará.
Paso 7: Inventario disponible
Es producto o material con el que contamos cada período de tiempo. Es el resultado de tomar el inventario disponible que quedó al final del período anterior y sumarlo con las recepciones programadas para luego restarlo con las necesidades brutas de ese período.
Inventario disponible= Inventario disponible del período anterior+Recepciones programadas-necesidades brutas
Si el inventario disponible es menor a las necesidades brutas, usamos el stock de seguridad. Por lo tanto el inventario disponible será igual al stock de seguridad y este último será restablecido en el próximo período, en consecuencia se sumará a las necesidades netas.
Paso 8: Necesidades netas
Se obtienen cuando el inventario disponible no es suficiente. Esto supone la obligación de generar un pedido.
Dicho de otra forma, cuando las necesidades netas son mayores a cero (0), se genera el lanzamiento o liberación de una orden de fabricación para tener el material a disposición cuando se requiera. Si son menores a 0, significa que el inventario disponible es suficiente para suplir la demanda, por lo que colocaremos 0 como resultado.
Se obtienen de la siguiente forma:
Necesidades netas= Necesidades brutas+stock de seguridad-inventario disponible del período anterior-recepciones programadas
Paso 9: Recepción de órdenes de producción
Es la cantidad de materia prima que se recibe en un período por el lanzamiento de una orden.
Mientras en el paso 8 definimos la cantidad que se requiere (necesidades netas), en el paso 9 definimos la cantidad que llega, que no necesariamente es igual a la que se requiere. Todo depende de la dimensión del lote. Existen varios métodos para definirlo, algunos de los más comunes son:
Lote a lote
El pedido es igual a la cantidad requerida.
Tamaño de lote fijo
También llamado período constante. El tamaño del lote es siempre el mismo en todos los periodos.
Mínimo coste total
El tamaño del lote se define con base en el mínimo coste total, partiendo de la semejanza entre los costos de preparar y mantener.
Mínimo coste unitario
El tamaño del lote se obtiene a partir del costo de ordenar y mantener.
Lote económico (EOQ)
También conocido como cantidad de pedido económica. Ofrece un balance entre los costos de preparación y retención del inventario.
Cantidad periódica de pedido (POQ)
Es similar al modelo de lote fijo. En este modelo se calcula un período de pedido fijo mediante el modelo de lote económico.
Otros modelos son Silver-meal y el algoritmo de Wagner-Within.
Aquí te contamos todo sobre los métodos y un ejemplo aplicado a todos: Tamaño de lote: Cómo se determina
Paso 10: Lanzamiento de una orden
Para tener la materia prima disponible en el momento deseado, antes es necesario haber emitido una orden de pedido períodos antes. Aquí es donde tiene relevancia el lead time o tiempo de entrega, con el cual podemos saber en qué momento hacer la liberación de un pedido para que llegue cuando lo requerimos.
Para hacerlo, coloca la misma cantidad calculada en el paso anterior retrocediendo tantos periodos como te indique el lead time del material o artículo.
Paso 11: Continuando el MRP (explosión de necesidades)
Lo hecho en el paso 5 hasta el paso 10 fue para los artículos terminados, lo que en nuestra lista de materiales sería el nivel 0. A continuación repetimos los mismos pasos para cada uno de los materiales y componentes de ese artículo comenzando por los del nivel 1. En otras palabras, vamos a hacer la explosión de necesidades para los materiales y componentes con demanda dependiente.
De ahí que el siguiente elemento que tomemos tenga en cuenta para sus necesidades brutas la cantidad y momentos fijados para el lanzamiento de una orden del elemento padre (el que está en el nivel 0).
Por ejemplo si ya hicimos la planificación para el artículo «bicicletas» obteniendo que se lanzará una orden de 200 bicicletas en la semana 2 y 100 en la semana 4, los neumáticos de la bicicleta (elemento hijo) que son 2, tendrán que tener como necesidades brutas, 400 neumáticos en la semana 2 y 200 para la semana 4.
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Este mismo procedimiento lo repetimos con el resto de componentes y materiales de fabricación hasta haber hecho la planificación de materiales completa.
¿Con dudas? Vamos a recorrer cada uno de estos pasos con un ejemplo de plan de materiales.
Ejemplo de Plan de requerimientos de materiales (ejemplo MRP)
HomeLive es una empresa que produce artículos mobiliarios para el hogar (camas, sillas, comedores, armarios, salas, etc). Para este ejemplo vamos a considerar la producción de la cama matrimonial. Para todos los artículos, componentes y materiales, la empresa usa la técnica de lote por lote, es decir que el tamaño del lote es siempre igual a la necesidad de fabricación. Próximamente vamos a profundizar en otros métodos de lotificación.
He de decirte que no soy experto en fabricación de camas. El BOM de la cama lo creé observando mi propia cama, así que posiblemente el ejemplo pueda tener errores. Por favor no lo uses para fabricar tu propia cama. 😛
Y si viendo el vídeo, todavía te sientes con dudas, aquí te detallo el ejemplo de MRP paso a paso. Vamos juntos.
Paso 1: La lista de materiales
La cama matrimonial tiene los siguientes componentes:
En el nivel 0 está el artículo terminado con el color gris. Fíjate que los componentes de nivel 1 están de color azul, los de nivel 2 de verde y el nivel 3 tiene color amarillo.
Paso 2: El programa maestro
Este es el programa maestro de HomeLive. Vamos a hacer el MRP de «cama matrimonial» para las próximas 4 semanas.
Paso 3: El registro de inventario es el siguiente
Está un poco modificado a efectos de hacer los cálculos más eficientes en excel. Allí falta algo y es el tamaño de lote para cada artículo, material y componente, no obstante es algo que veremos más adelante.
Paso 4: El MRP en hoja de excel
Para el desarrollo de este ejemplo usaremos excel. Más adelante encontrarás la plantilla que usamos para que la descargues.
Paso 5: Necesidades brutas
Iniciamos con el artículo de nivel 0. Las necesidades brutas de la cama matrimonial son las mismas del plan maestro.
Paso 6: Recepciones programadas
No tenemos para este artículo (ver registro de inventario).
Paso 7: Inventario disponible
Esto mismo hacemos con los demás períodos.
Paso 8: Necesidades netas
Como el inventario disponible es mayor que las necesidades brutas en el período 1, las necesitas netas serán 0. Esto indica que con lo que tenemos en inventario podemos hacer frente a la demanda. Sin embargo, para el período 2 el inventario disponible es de 0, por lo tanto en ese período las necesidades netas se calculan así:
Lo hacemos de la misma forma para los períodos de tiempo restantes.
Hasta el momento, este es el avance del ejercicio resuelto.
Paso 9: Recepción de orden
Como se mencionó en los datos del problema, la compañía maneja un sistema de loteo de lote por lote. Esto indica que en este campo vamos a fabricar justamente la cantidad que calculamos en las necesitas netas. En este caso los valores serán de 0, 103, 210 y 120.
Paso 10: Lanzamiento de orden
Como no se visualizan períodos anteriores a la semana 1, tomaremos la semana 2 para explicar este paso.
Fíjate en las necesidades netas de la semana 2. Para tener listas esas 103 unidades, antes tendremos que hacer la liberación de una orden de producción por 103 unidades en la semana 1. Esto es así porque el lead time del artículo «cama matrimonial» es de 1 semana.
Esto interpretado de otra forma es, que los trabajadores se demoran 1 semana completa haciendo la fabricación de una cama matrimonial y teniendo todos los componentes y materiales. Algo alejado de la realidad pero que a efectos del aprendizaje, es suficiente. Si se tratase de una materia prima lo interpretamos como que tenemos que ordenar las 103 unidades una semana antes para que lleguen en el momento en que las requerimos.
Nuestro ejemplo resuelto de MRP con este artículo es el siguiente:
Este es el ejemplo resuelto en su totalidad para todos los demás materiales y componentes:
Aquí vale aclarar que tuve un error. Hay una recepción programada de 5 unidades para la semana 4 y no la tuve en cuenta en la planificación. No obstante esto no afecta el resultado de los demás elementos, ya que «tablón superior» es un elemento de tercer nivel, y ninguno depende de su resultado.
Hecha la aclaridad, es imperativo que para finalizar este tema, te cuente un poco sobre el sistema MRP y su evolución, así como su relación con los software ERP.
El sistema MRP II o la planificación de recursos de manufactura
Todo lo que hemos hablado hasta el momento es sobre MRP (o MRP I de ahora en adelante), diferente del MRP II. ¿Cómo así?
El MRP I surgió a comienzos de 1970 como una respuesta a la necesidad de administrar los inventarios de productos con demanda dependiente. Sin embargo este solo brinda un plan de materiales sin considerar otros recursos necesarios para la manufactura.
Como respuesta surgió el MRP II (manufacturing resource planning), el cual va más allá y define los recursos, la cantidad, y el momento para responder a la demanda, teniendo en cuenta toda la organización y no solo el frente de producción.
Dicho de otra forma, el MRP II integra los recursos de fabricación (por ejemplo materias primas, componentes, insumos, mano de obra, herramientas, maquinaria, capital) con otros frentes de la empresa como administración, ventas y mercadeo, con el fin de cumplir con los pedidos previstos.
Así pues, ya podemos definir algunas diferencias entre el MRP I y el MRP II:
- La más importante, el I planifica las necesidades de materiales, el II la de recursos (donde por supuesto estan incluidas las necesidades de materiales).
- El II es más dinámico que el I al poder predecir lo que pasaría si se tuviesen cambios.
- El I tiene en cuenta el área de producción. El II integra otras áreas como contabilidad, compras e ingeniería.
- El I parte del plan maestro (PMP). El II se basa en estudios de mercado.
- El II incluye al I. Además, un software MRP se enfoca en el MRP II.
Sistema de planificación de recursos empresariales (ERP)
Como último apunto de este post, quiero hablarte un poco de los software ERP. Consideralo como el resultado de los sistemas MRP.
El uso creciente de cada vez mejores sistemas informáticos para el desarrollo del MRP II originó el ERP o sistema de planificación de recursos empresariales
Básicamente, un ERP es la integración de una serie de módulos conectados a una base de datos. Esto nos permite administrar aspectos operativos de la empresa tales como ventas, producción, logística, compras, contabilidad, etc, lo que se ve reflejado en la automatización de muchas de las labores de la compañía. Puedes considerarlo como un software para la gestión de la producción, aunque esto depende de la naturaleza de la empresa.
En consecuencia, con un software ERP, además de planificar la producción, logramos ver la empresa como un todo.
Algunos de los más conocidos software ERP son Oracle NetSuite, Sap Business One, Epicor y Acumatica.
Plantilla semiautomática de MRP en excel (lote x lote)
Cabe anotar que esta plantilla no es totalmente automática y solo te permitirá hacer tu MRP siguiendo un sistema de lote por lote. Si tu necesidad es mayor, hay muchos sistema MRP (búscalo por MRP System) en el mercado
Debes diligenciar los cambios de color blanco. Los de color gris son de cálculo automático. Comienza diligenciando el MPS, luego la lista de materiales con los datos que te pide y por último, el plan de materiales.
¿Por qué no es automática? El inventario disponible y las necesidades netas se calculan automáticamente, pero la recepción de orden y el lanzamiento no. No conseguí automatizar estos dos últimos items teniendo en cuenta que con ellos entra a jugar el lead time y la dependencia padre-hijo. Si hay aquí algún nivel avanzado en excel que lo quiera hacer, le estaré muy agradecido.
¿Entonces qué tienes que hacer? Digitar por ti mismo los datos de recepción de orden y lanzamiento de orden tal y como vimos en el ejemplo. Vamos que no es tanto trabajo 😉
Aquí el archivo: Plantilla excel semiautomática MRP Planificación de requerimientos de material
Fuentes del artículo
Carballosa, A. N., Tarrés, L. G., & Baraza, X. (2014). Dirección de operaciones: Decisiones tácticas y estratégicas. Barcelona: UOC.
Chase, R., & Jacobs, F. R. (2014). Administración de operaciones: Producción y cadena de suministro (Décimo tercera ed.). México, D.F.: Mc Graw Hill.
Machuca, D., & Antonio, J. (1995). Dirección de operaciones: Aspectos tácticos y operativos en la producción y los servicios. Madrid: MC Graw Hill.
Stephen N, C. (2006). Planificación y control de la producción. México: Pearson Prentice Hall.
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de que manera se podría implementar este mrp si en mi lugar de trabajo la mayor parte de lo que la compañía vende ya esta vendido, es decir en cuanto llega a nuestro Cedis esta en nuestras instalaciones un periodo máximo de dos semanas y el poco stock que tenemos lo clasificamos por modelos.