Optimización del dimensionamiento y la secuenciación de lotes de producción: estudio de caso de un plan de alimentación animal

Optimization in production lot sizing and sequencing: case study of an animal feed plan

En este trabajo se propone un enfoque para optimizar el problema integrado de dimensionamiento y secuenciación de lotes de producción en una empresa del sector de la nutrición animal. Este problema consiste en decidir cuánto producir de cada producto en cada periodo, considerando la secuencia de producción de los lotes, para satisfacer la demanda y minimizar los costes de producción y los inventarios. Una de las mayores dificultades para la programación de la producción en la empresa es integrar estas decisiones, ya que los tiempos de preparación son muy dependientes de la secuencia de producción. El problema se modela mediante programación lineal entera mixta y se resuelve utilizando el lenguaje de modelización GAMS/CPLEX con algunos procedimientos para reducir los tiempos computacionales. Los experimentos realizados con datos reales muestran que este enfoque es capaz de generar mejores resultados que los utilizados por la empresa.

1. INTRODUCCIÓN

A pesar de sufrir la globalización de los mercados y la situación económica y política nacional, la industria brasileña de nutrición animal ha crecido en los últimos años, por ejemplo, en 2002 creció un 7,17%, con unos ingresos de más de 7.000 millones de dólares (SINDIRAÇÕES, 2003; ANFAL, 2003). La presencia de grandes grupos nacionales y multinacionales ha aumentado la competitividad, obligando a las empresas a buscar continuamente un mejor desempeño operacional. En este contexto, el área de Planificación y Control de la Producción (PCP) desempeña un papel importante.

En un ámbito a corto y medio plazo, la toma de decisiones en PCP implica cuestiones como el dimensionamiento, la secuenciación y la programación de los lotes de producción. Estas cuestiones son especialmente complicadas para esta industria debido a algunas peculiaridades, como la alta estacionalidad de los productos y los tiempos de preparación dependientes de la secuencia del proceso de producción. En general, el problema del dimensionamiento de lotes consiste en determinar qué y cuánto producir, ajustando la capacidad de producción a las variaciones de la demanda. Para ello, tiene dos alternativas viables: aumentar la capacidad (por ejemplo, utilizando horas extraordinarias) o adelantar la producción en periodos de holgura (utilizando stocks). El problema de secuenciación y programación consiste en determinar en qué orden producir los lotes para minimizar los tiempos de preparación, que reducen la capacidad de producción (Johnson y Montgomery, 1974; Hax y Candea, 1984; Graves et al., 1993; Gershwin, 1994; Nahmias, 1995).