Rediseño de procesos del sistema de planificación y control de la producción de la industria de ingeniería-bajo-pedio basado en las tecnologías de la información

Abstract

Las industrias de ingeniería-bajo-pedido (ETO, Engineer-To-Order), caracterizadas por realizar, tras la recepción del pedido, al menos actividades de ingeniería de fabricación, presentan una problemática de gestión del sistema de planificación y control de la producción (MPC, Manufacturing Planning and Control) particularmente compleja. Tanto el bloque de soluciones comerciales como la mayoría de propuestas académicas para hacerla frente, se basan en adaptaciones y combinaciones de los sistemas MPC convencionales; principalmente, de los sistemas MRP empleados en los sistemas de fabricación de productos complejos con baja repetitividad, y de los sistemas de gestión de proyectos fundamentados en las técnicas PERT/CPM. Estas soluciones no se adecuan a las particularidades de la industria ETO, que está demandando una solución específica. El análisis conceptual del sistema conduce a la conclusión de que cualquier propuesta satisfactoria de solución debe partir de contemplar de forma integrada las características propias de los sistemas de fabricación y de los sistemas de proyectos en todos los niveles jerárquicos del sistema MPC. Al requisito conceptual clave anterior se unen otros cuatro requisitos de partida para la elaboración de una solución. El primero de ellos es específico de la industria ETO y consiste en la necesidad de considerar, al menos, tres bolsas de proyectos: proyectos en fase de oferta, proyectos en fase de definición y proyectos completamente definidos. Los otros tres se alinean con las tendencias observadas en los sistemas MPC para entornos de fabricación discreta de productos complejos, que se extienden a los entornos ETO: posibilidades avanzadas de planificación con orientación DSS, planteamiento dinámico de planificación y programación multiproyecto, y sistema MPC integrado interna y externamente. Para encontrar una solución que satisfaga los requisitos apuntados, el rediseño de los procesos del sistema basado en las tecnologías de la información aparece como la vía de actuación idónea. En particular, el hecho de partir de un diseño específico orientado a los procesos, propicia que haya un casamiento natural entre las opciones del software y las tareas cotidianas de los involucrados en el sistema MPC. El desarrollo de la herramienta MULPRO pone de manifiesto la viabilidad de llevar a la práctica el planteamiento anterior. Es una herramienta de planificación jerárquica avanzada con enfoque de soporte a la decisión. Se trata de un prototipo a escala real, en el sentido de que es capaz de tratar problemas de complejidad industrial. Cuenta con dos módulos básicos, de planificación y programación —MP-PLAN y MP-SCHED—, que dan soporte a los procesos regulares y a los procesos de reacción ante eventos. Se completa con otros dos módulos complementarios —MP-EXCHANGE y MP-WEB—, dedicados a los procesos de entrada y salida de datos. La integración se realiza a través de la base de datos. La propuesta se complementa con el desarrollo de un sistema de entrenamiento a partir de la adición de un simulador de eventos discretos a la herramienta MULPRO. El simulador, que se denomina ETOSIM, genera de forma estocástica los diferentes eventos del sistema MPC de la industria ETO. Como elemento destacado, incorpora un generador pseudo-aleatorio de redes jerárquicas de proyecto denominado HIERGEN, que es una aplicación independiente para crear problemas jerárquicos de planificación de proyectos con recursos limitados. El sistema de entrenamiento tiene utilidad tanto desde el punto de vista industrial como desde el punto de vista académico. Desde el punto de vista industrial, por un lado, contribuye de forma decisiva al éxito de la implantación del rediseño de procesos basado en la herramienta y al del propio aprovechamiento de la herramienta; por otro, aporta un recurso muy valioso para combatir la habitual dependencia del experto formado a lo largo de mucho tiempo. Desde el punto de vista de la enseñanza superior de grado y postgrado, el sistema de entrenamiento resulta idóneo para construir un juego de simulación, que se señala como un recurso fundamental para la educación en ingeniería, y en particular para la gestión de la producción. Engineer-To-Order (ETO) industries which are characterized by following, after receiving the customer order, at least the process planning activity, show an extremely complex Manufacturing Planning and Control (MPC) system. Both commercial solutions and the majority of academic proposals are based upon adaptations and combinations of conventional MPC systems, mainly, MRP systems used in the manufacturing management of complex/low-volume products and PERT-type project management systems. Those solutions do not fit the ETO industry particularities. As a consequence, this industry demands a specifically designed solution. Conceptual analysis of the system leads to the conclusion that any satisfactory solution should stem from integrating the manufacturing system features and project system features all through the hierarchical MPC levels. There are four more requirements in addition to the above-mentioned key conceptual requirement. The first one is specific of the ETO industry and consists in the necessity of considering, at least, three project sets: roughly defined projects in the quotation phase; projects after design and prior to process planning; and totally defined projects after the process planning. The remaining three requirements follow the trends observed in the complex-product manufacturing MPC systems: advanced DSS (Decision Support Systems) planning, dynamic multi-project planning and scheduling, and an MPC information system capable of internal and external integration. In order to find a solution that meets all the identified requirements, IT-based (Information Technology) business process redesign appears to be the ideal approach. In particular, process-oriented design enables natural fitting between software functions and day-to-day routines of the people involved in the MPC system tasks. The development of the MULPRO tool shows the viability of carrying out the proposed approach. MULPRO is a DSS-oriented hierarchical advanced planning tool. It is a real-sized prototype in the sense that it is capable of dealing with planning problems of industrial complexity. There are two basic modules—MP-PLAN and MP-SCHED—conceived to support both the regular planning and scheduling processes and event-reaction processes. Two other complementary modules—MP-EXCHANGE and MP-WEB—support the input/output data processes. Integration of the modules is accomplished through the database. The proposal is completed with the development of a simulation-based training system by adding a discrete-event simulator to the MULPRO tool. The simulator, called ETOSIM, is aimed at emulating the dynamics of the ETO MPC environment. It stochastically generates the different events that take place in the system. It includes, as its most remarkable component, a pseudo-random hierarchical project network generator. This element is developed as an independent application, HIERGEN, due to its own interest as a generator of hierarchical resource-constrained project planning and scheduling problems. The training system has industrial and academic applications. From the industrial point of view, it contributes decisively to the success of the process redesign implantation as well as to make best use of the MULPRO tool; moreover, it constitutes a valuable resource for dealing with the generalized expert-dependency situation. From the point of view of graduate and post-graduate education, the training system facilitates the creation of a simulation game, which is underlined in the literature as an essential pedagogic resource for engineering education, and more in particular, for production management education.