Modelo de programación jerárquica de la producción en un Job shop flexible con interrupciones y tiempos de alistamiento dependientes de la secuencia

Hierarchical production planning model in flexible job shop including a preemption and sequence-dependent setup times

La planificación y control de la producción es reconocida como un problema complejo dentro de las organizaciones. El enfoque jerárquico para la planificación y control de la producción es una aproximación a este problema, que se caracteriza por su capacidad de disminuir la complejidad y lograr buenas soluciones con economías de tiempo y requerimientos computacionales. En este artículo se presenta una propuesta jerárquica para resolver el problema de programación de la producción en una configuración productiva del tipo job shop flexible, incluyendo interrupciones y tiempos de alistamiento dependientes de la secuencia. La solución propuesta, sin llegar a ser óptima, dada la clasificación NP-hard del problema referido, es una buena solución tal como se demuestra en su validación, en la cual se resuelve un problema de 6 trabajos en 6 máquinas con 13 operaciones, obteniéndose un valor de makespan de 183.67, que comparado con el valor de 214 obtenido mediante un reconocido software para scheduling, mostró ser una buena solución.

Introducción

Tradicionalmente se ha considerado que la gestión de las operaciones está enfocada en el logro de objetivos aparentemente en conflicto tales como la satisfacción de los clientes,  el control de los inventarios y la utilización de los recursos, lo que ha llevado al desarrollo de técnicas que permitan  obtener una planificación y programación de las actividades de producción.

Una de estas técnicas es el denominado enfoque jerárquico para la planificación de la producción. Este considera el problema de la planificación descomponiéndolo en  subproblemas interrelacionados de manera tal que al resolver estos se obtiene la solución al problema original, buscando disminuir la complejidad de su manejo y ganar velocidad de procesamiento, junto con menores exigencias desde el punto de vista computacional, que si se abordara el problema total.

Existen también diferentes sistemas de producción de acuerdo con el flujo de los productos o los procesos. Entre ellos se pueden mencionar: sistemas continuos y sistemas intermitentes de fabricación, entre los últimos podemos encontrar los sistemas flow shop o fabricación en línea y los job shop, o taller de tareas. Dichos sistemas son considerados altamente complejos para la programación de las operaciones que se llevan a cabo en ellos. Esta complejidad es objeto de permanente estudio por parte de expertos tanto desde el punto de vista académico como práctico.

Entre los sistemas job shop existe el denominado job shop flexible, el cual tiene como característica adicional que las diferentes operaciones pueden ser procesadas en cualquier máquina de un conjunto de ellas existente en el taller (problema de máquinas paralelas).