Procedimientos heurísticos y exactos para la secuenciación en sistemas productivos de unidades homogéneas (Contexto JIT)

Abstract

Las líneas de fabricación de productos mixtos, muy frecuentes en los entornos JIT (Just-in-Time) y DS (Douki Seisan), permiten tratar diversas variantes de uno o más productos. Esta flexibilidad condiciona el orden en que se han de tratar las unidades, al que llamaremos secuencia, para conseguir una reducción drástica de inventarios intermedios y para aprovechar al máximo el tiempo destinado a la fabricación. En estos entornos podemos encontrar dos categorías de objetivos básicos: A. Reducir el sobreesfuerzo o del trabajo perdido. B. Reducir al mínimo los niveles de inventario. También se distinguen en este contexto tres tipos de problemas de secuencias: 1. Mixed-Model Sequencing Problem (MMSP): Secuencias que implican completar el máximo trabajo requerido por el programa de producción. 2. Car sequencing problem (CSP): Secuencias condicionadas por la limitación sobre la frecuencia con que pueden aparecer en éstas algunas opciones especiales. 3. Level Scheduling (LS): Secuencias que implican trabajar con unas tasas de producción y de consumo de materiales lo más regulares a lo largo del tiempo. La presente tesis se enmarca en la categoría B de objetivos y en la tipología 3 de problemas, y está estructurada en 7 capítulos. - Tras una breve introducción a la planificación y programación de operaciones, en §1 se establece un marco general sobre la secuenciación de unidades de productos mixtos en contexto JIT. - En §2 se formula un modelo general de secuenciación de productos con un solo nivel de componentes en la lista de materiales. - Los criterios de valoración de dichas secuencias se establecen en §3, donde se propone una taxonomía de modelos, en función del objetivo, que permite clasificar los modelos presentes en la literatura. - En §4 se explica el método Goal chasing, empleado por Toyota y propuesto por Monden, para resolver el problema ORV (Output Rate Variation). - En el capítulo §5 se mejora el método Goal chasing con una drástica reducción de los tiempos de computación (usando la matriz de afinidad secuencial) y con la propuesta de 7 procedimientos heurísticos, cuyas eficiencias se contrastan mediante dos experiencia computacionales. - El capítulo §6 está dedicado a la descripción y formalización de un procedimiento exacto basado en la programación dinámica, BDP (Bounded Dynamic Programming), para resolver el problema ORV. Aquí también se realizan dos experiencias computacionales que permiten estudiar el comportamiento de la BDP en función de sus parámetros algorítmicos. - El capítulo §7 se centra en nuevas extensiones a los problemas de secuencias en contexto JIT. Se proponen modelos y procedimientos: (1) incorporando al problema ORV las restricciones del CSP relativas a la frecuencia de aparición de opciones especiales en la secuencia, (2) ponderando la regularidad en el consumo de componentes, (3) regularizando la producción y el consumo de componentes en sistemas con múltiples etapas productivas (caso multinivel), y (4) unificando las extensiones anteriores a través de la matriz de afinidad secuencial. La tesis finaliza con la síntesis y las conclusiones.