UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES 

 

    

 REDISEÑO DE PROCESOS DEL SISTEMA DE PLANIFICACIÓN Y CONTROL DE LA PRODUCCIÓN DE LA INDUSTRIA DE 

INGENIERÍA-BAJO-PEDIDO BASADO EN LAS TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN 

   

TESIS DOCTORAL   

MIGUEL GUTIÉRREZ FERNÁNDEZ INGENIERO INDUSTRIAL 

    

 

DEPARTAMENTO DE AUTOMÁTICA, INGENIERÍA ELECTRÓNICA E INFORMÁTICA INDUSTRIAL 

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES  

      

 REDISEÑO DE PROCESOS DEL SISTEMA DE PLANIFICACIÓN Y CONTROL DE LA PRODUCCIÓN DE LA INDUSTRIA DE 

INGENIERÍA-BAJO-PEDIDO BASADO EN LAS TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN 

   

AUTOR MIGUEL GUTIÉRREZ FERNÁNDEZ 

INGENIERO INDUSTRIAL   

DIRECTOR FRANCISCO PABLO SASTRÓN BÁGUENA DOCTOR INGENIERO INDUSTRIAL 

     

 

Tribunal nombrado por el Magfco. y Excmo. Sr. Rector de la Universidad Politécnica de Madrid, el día de de 2009. PRESIDENTE: D. AGUSTÍN JIMÉNEZ AVELLO VOCAL: D. BERNARDO PRIDA ROMERO VOCAL: D. ALFONSO DURÁN HERAS VOCAL: D. JOSÉ CARLOS PRADO PRADO SECRETARIO: Dña. RAQUEL MARTÍNEZ FERNÁNDEZ SUPLENTE: D. MANUEL ALONSO CASTRO GIL SUPLENTE: D. CARLOS CERRADA SOMOLINOS Realizado el acto de defensa y lectura de la tesis el día de de 2009 en la E.T.S. Ingenieros Industriales. CALIFICACIÓN: EL PRESIDENTE LOS VOCALES

SECRETARIO

A todos los que se alegran de que esté escribiendo 

estas líneas  

AGRADECIMIENTOS

Ha sido un largo camino recorrido. El suficiente para haber acumulado un importante

bagaje de agradecimientos, que sería imposible corresponder en esta sección, aunque

merece la pena intentar al menos dejar una muestra. Y el suficiente como para que este

momento se haya convertido en un hito en la historia propia.

En este hito personal, quiero empezar mostrando mi agradecimiento al causante

inmediato de esta tesis, su director Paco Sastrón. Por la gran confianza que tuvo en mí

desde el principio, por los sabios consejos, por despertar en mí el interés investigador, y

por su permanente respeto y apoyo a mi trabajo.

En los causantes próximos tengo que echar la mirada a los dos grupos con los que he

tenido la enorme suerte de haber compartido tantas horas de trabajo, una doble

influencia que ha sido de gran valor y ha tenido un reflejo directo en el contenido de la

tesis: el grupo CIM del DISAM de la Universidad Politécnica, en el que la aventura

comenzó, con especial recuerdo a algún compañero al que tanto debo; y el grupo de

Ingeniería de Organización de la Universidad Carlos III, cuyos integrantes han sido un

soporte fundamental en la travesía, de los que he aprendido tantas cosas, y, en lo que me

ocupa en esta sección, entre los que debo un agradecimiento particular a los que han

colaborado de una forma directa en este trabajo.

Acudiendo a las fuentes originales, no hay causantes más determinantes que mis padres, a

los que quiero dedicar una mención preferente y en quienes no resulta difícil identificar

las cosas buenas que este trabajo pueda tener. Al resto de mi familia, con algunos

miembros que posiblemente leen esta sección mientras tratan de resolver intrigados qué

puede haber llevado tantos esfuerzos terminar, y más allá, a mis abuelos, con quienes me

gustaría abrir una ventana en el tiempo para compartir este momento.

Finalmente, a la otra familia que son los amigos, que tanto apoyo me han prestado, y con

tanto interés, incluso preocupación, han seguido la evolución de este documento.

Algunos de ellos con verdadero tesón e impagable paciencia.

i

ÍNDICE GENERAL

ÍNDICE GENERAL

ÍNDICE GENERAL................................................................................................................ I

ÍNDICE DE FIGURAS..........................................................................................................IX

ÍNDICE DE TABLAS ....................................................................................................... XVII

RESUMEN ...................................................................................................................... XIX

ABSTRACT..................................................................................................................... XXI

INTRODUCCIÓN ...........................................................................................................

. ANTECEDENTES...................................................................................................

. MOTIVACIÓN.......................................................................................................

. ESTRUCTURA DEL DOCUMENTO.........................................................................

ÁMBITO DE LA TESIS ..................................................................................................

. EN LA EMPRESA INDUSTRIAL ..............................................................................

ii

.. Visión funcional ........................................................................................ ... Concepto de Producción ........................................................................ ... En la función de producción................................................................... ... Esquema resumen...................................................................................

.. Visión de sistemas ..................................................................................... ... Concepto de sistema MPC ..................................................................... ... En el subsistema de control..................................................................... ... Esquema resumen...................................................................................

. EN EL TIPO DE SISTEMA PRODUCTIVO .............................................................. .. Clasificaciones producto-proceso y la vista de transformación............... .. Clasificaciones push-pull y la vista del flujo............................................... .. Clasificaciones basadas en el grado de personalización del producto 

y la visión del valor................................................................................... ... Origen ligado a la producción ............................................................... ... Origen ligado a la logística ..................................................................... ... Origen ligado al marketing ........................................................................ ... Unificación de los orígenes: notación adoptada..................................... ... En la industria ETO ..............................................................................

.. Tabla resumen de la caracterización de la industria objeto....................

SISTEMA MPC EN LA INDUSTRIA ETO......................................................................

. CARACTERIZACIÓN DE LA PROBLEMÁTICA........................................................

. SISTEMAS MPC CONVENCIONALES ................................................................... .. Origen de los sistemas convencionales ..................................................... .. Punto de pedido ....................................................................................... .. Sistemas MRP..........................................................................................

... MRP ....................................................................................................... ... Closed-loop MRP....................................................................................... ... MRP II................................................................................................... ... ERP  .....................................................................................................

.. Gestión de proyectos. Técnicas PERT/CPM......................................... .. Sistemas JIT ............................................................................................ .. Teoría de las Restricciones .....................................................................

. SITUACIÓN ACTUAL BASADA EN LOS PAQUETES COMERCIALES...................... .. Sistema convencional MRP.................................................................... .. Sistema convencional de gestión de proyectos – PERT/CPM............... .. Sistema combinado: planificación general con técnicas de 

proyectos, y detalle y ejecución con técnicas de producción.................. .. Sistema combinado: utilización conjunta de un sistema MRP y de 

un sistema de gestión de proyectos .........................................................

. PROPUESTAS ACADÉMICAS............................................................................... .. CPM-MRP..............................................................................................

iii

.. Grupo BETA .......................................................................................... .. Sistemas MPC jerárquicos con enfoque DSS ........................................ .. Grupo LUMS ......................................................................................... .. TOC........................................................................................................ .. Prototipo PPES .......................................................................................

... Programación con Restricciones (CP) .................................................. ... Ventajas de la utilización de la CP en el prototipo PPES .................... ... Planteamiento jerárquico......................................................................

. TENDENCIAS ..................................................................................................... .. Planificación jerárquica .......................................................................... .. Sistemas de Soporte a la Decisión (DSS)................................................ .. Programación dinámica..........................................................................

... Asignación de fecha de entrega ............................................................ ... Reprogramación ...................................................................................

.. Sistemas de planificación avanzada (APS)..............................................

. RESUMEN DE LA SITUACIÓN DEL SISTEMA MPC EN LA INDUSTRIA ETO.......

OBJETIVOS Y METODOLOGÍA ..................................................................................

. HIPÓTESIS DE PARTIDA ....................................................................................

. CUESTIONES PRINCIPALES................................................................................

. OBJETIVOS DE TRABAJO Y MEDIOS..................................................................

. METODOLOGÍA ............................................................................................... .. Metodología global ................................................................................ .. Análisis del sistema.................................................................................. .. Caracterización de la heterogeneidad o de la hibridez .......................... .. Gestión de la heterogeneidad o de la hibridez .......................................

... Reingeniería de procesos ...................................................................... ... Consideraciones en torno a la reingeniería y la tesis ............................

.... BPR en el sistema MPC......................................................... .... BPR en una industria genérica ..............................................

... Implicaciones metodológicas de la BPR............................................... ... Metodología del tercer paso .................................................................

.. Esquema metodológico global ...............................................................

ANÁLISIS ETIOLÓGICO.............................................................................................

. MARCO CONCEPTUAL DE LA HETEROGENEIDAD Y LA HIBRIDEZ DE FLUJOS DE MATERIALES .................................................................................... .. Origen y justificación del marco conceptual ..........................................

... Concepto de flujo homogéneo.............................................................. ... Concepto de flujo heterogéneo............................................................. ... Concepto de flujo híbrido.....................................................................

iv

.. Combinaciones de tipos de sistemas MPC y tipos de flujos de materiales ................................................................................................

. CARACTERIZACIÓN DE LAS SOLUCIONES COMERCIALES ............................... .. Soluciones basadas en los sistemas convencionales ............................... .. Sistema combinado: planificación general con técnicas de 

proyectos, y detalle y ejecución con técnicas de producción.................. .. Sistema combinado: utilización conjunta de un sistema MRP y de 

un sistema de gestión de proyectos ........................................................

. CARACTERIZACIÓN DE LA DUALIDAD EN AMBIENTES ETO........................... .. Características relevantes del flujo y tipología de sistemas MPC........... .. Determinación de los rangos de valores de las características 

relevantes del flujo................................................................................... ... Concepto de dualidad........................................................................... ... Rango de valores...................................................................................

.. Caracterización del sistema MPC adecuado..........................................

REDISEÑO DE PROCESOS BASADO EN UNA HERRAMIENTA MPC.............................

. ANÁLISIS Y CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS ............................................... .. Organigrama genérico de una empresa ETO ...................................... .. Ciclo de vida de los proyectos................................................................ .. Identificación de los procesos ................................................................. .. Clasificación de los procesos ...................................................................

. DISEÑO DE LOS PROCESOS BASADO EN EL SOPORTE IT .................................. .. Requisitos de partida .............................................................................. .. Marco de planificación jerárquica.......................................................... .. Diseño de los procesos ............................................................................

... Planificación regular ............................................................................. ... Programación regular ........................................................................... ... Estimación de fecha de entrega ............................................................ ... Planificación de proyecto urgente ........................................................ ... Reprogramación ................................................................................... ... Definición de proyecto.......................................................................... ... Importación/Exportación de datos ....................................................... ... Realimentación de datos....................................................................... ... Seguimiento de proyecto ......................................................................

. IMPLEMENTACIÓN EN UN PROTOTIPO INFORMÁTICO: MULPRO ................... .. Arquitectura ............................................................................................

... Arquitectura conceptual ....................................................................... ... Arquitectura modular ........................................................................... ... Arquitectura del sistema de información..............................................

.. Modelo conceptual – Extensión del prototipo PPES ............................. ... Planificación y programación dinámica ............................................... ... Consideración de las tres bolsas de proyectos ......................................

v

... Integración de los módulos de planificación y programación.............. ... Enfoque DSS ........................................................................................ ... Modelo conceptual ...............................................................................

.. MP-PLAN y MP-SCHED: Diseño de la interfaz gráfica de usuario......... ... Arquitectura MDI................................................................................. ... Barra de menús ..................................................................................... ... Barra de botones ................................................................................... ... Vistas del área de cliente....................................................................... ... Creación guiada de planes y programas...............................................

.. Módulos de entrada y salida de datos..................................................... ... MP-WEB ...............................................................................................

.... Desarrollo inicial .................................................................... .... Desarrollo mejorado...............................................................

... MP-EXCHANGE....................................................................................

SISTEMA DE ENTRENAMIENTO BASADO EN SIMULACIÓN........................................

. DESCRIPCIÓN GENERAL ...................................................................................

. ETOSIM: SIMULADOR DEL ENTORNO DEL SISTEMA MPC DE LA INDUSTRIA ETO.............................................................................................. .. Simulador de eventos discretos............................................................... .. Arquitectura ........................................................................................... .. Modelo conceptual ................................................................................ .. Descripción funcional: Interfaz gráfica de usuario.................................

... Creación de la sesión ............................................................................ ... Ciclo de simulación...............................................................................

. HIERGEN: GENERADOR DE REDES JERÁRQUICAS DE PROYECTOS ................. .. Algoritmo de agregación......................................................................... .. Algoritmo de desagregación jerárquica................................................. .. Generación de los datos del proyecto y de las actividades ..................... .. Gestión de conjuntos de proyectos .........................................................

. JUEGO DE SIMULACIÓN PARA ENTRENAMIENTO..............................................

EXPERIMENTACIÓN..................................................................................................

. DESCRIPCIÓN DEL CASO.................................................................................. .. Planteamiento jerárquico....................................................................... .. Datos de recursos ................................................................................... .. Datos de proyectos.................................................................................. .. Calibrado jerárquico.............................................................................. .. Régimen permanente ............................................................................

. DEMOSTRACIÓN DE LA HERRAMIENTA MULPRO ........................................... .. Planificación regular ...............................................................................

... Planificación a capacidad infinita .........................................................

vi

... Planificación a capacidad finita ............................................................ ... Variación de las opciones de capacidad y subcontratación .................

.. Estimación de fecha de entrega .............................................................. ... Cálculo por coeficiente ......................................................................... ... Planificación sin provocar retrasos ....................................................... ... Planificación como un proyecto más ....................................................

.. Programación regular ............................................................................ ... Programación con turnos básicos ......................................................... ... Programación con turnos extra ............................................................ ... Programación con vinculación .............................................................

.. Reprogramación .................................................................................... ... Reprogramación por avería.................................................................. ... Reprogramación por retraso en los acopios ......................................... ... Reprogramación por duración extra....................................................

.. Régimen dinámico: planificación de proyecto urgente......................... ... Definición de proyecto.......................................................................... ... Realimentación de datos....................................................................... ... Planificación de proyecto urgente ........................................................

.. Seguimiento de proyecto ........................................................................ .. Intercambio de datos .............................................................................

... Situación inicial y parametrización previa ........................................... ... Exportación desde el sistema Baan...................................................... ... Importación desde el sistema MPC...................................................... ... Exportación desde el sistema MPC ...................................................... ... Importación desde el sistema Baan ......................................................

. SESIONES DE DEMOSTRACIÓN EN LA INDUSTRIA............................................. .. Planteamiento y objetivos ....................................................................... .. Descripción de las sesiones .....................................................................

... EADS-CASA Espacio........................................................................... ... ITP  ..................................................................................................... ... Indra ..................................................................................................... ... Hewlett-Packard ...................................................................................

.. Resultados cualitativos............................................................................

. SESIONES DIDÁCTICAS CON EL SIMULADOR .................................................... .. Planteamiento y objetivos ....................................................................... .. Descripción de las sesiones ..................................................................... .. Resultados cualitativos............................................................................

CONCLUSIONES, APORTACIONES ORIGINALES Y FUTUROS DESARROLLOS ...........

. OBJETIVO O ................................................................................................... .. Conclusiones .......................................................................................... .. Aportación A: Paralelismo entre la teoría TFV y las 

clasificaciones de sistemas productivos .................................................. .. Aportación A: Situación del sistema MPC de la industria ETO........

vii

.. Futuros desarrollos .................................................................................

. OBJETIVO O................................................................................................... .. Conclusiones ........................................................................................... .. Aportación A: Aplicación del marco Rivera-Durán a los entornos 

proyectos-producción. Concepto de dualidad....................................... .. Futuros desarrollos ..................................................................................

. OBJETIVO O................................................................................................... .. Conclusiones .......................................................................................... .. Aportación A: Análisis y diseño de los procesos del sistema MPC 

de la industria ETO............................................................................... .. Aportación A: Herramienta informática de soporte a la 

planificación de entornos de fabricación multiproyecto ........................ .. Aportación A: Servidor web de informes de avance de proyectos ..... .. Futuros desarrollos .................................................................................

. OBJETIVO O................................................................................................... .. Conclusiones ........................................................................................... .. Aportación A: Sistema de entrenamiento basado en simulación 

para el sistema MPC de la industria ETO ............................................. .. Aportación A: HIERGEN - Generador de conjuntos de redes de 

proyectos jerárquicas .............................................................................. .. Futuros desarrollos ..................................................................................

. OBJETIVO GLOBAL OG.................................................................................... .. Conclusiones ........................................................................................... .. Aportación AG: Diagnóstico y vías de solución a la problemática 

del sistema MPC de la industria ETO ................................................... .. Futuros desarrollos ..................................................................................

BIBLIOGRAFÍA.................................................................................................................

A PPES: DESCRIPCIÓN FUNCIONAL..............................................................................

A. DESCRIPCIÓN GENERAL FUNCIONAL ...............................................................

A. MÓDULOS ALGORÍTMICOS .............................................................................. A.. Modelado del problema.......................................................................... A.. Etapas del algoritmo ...............................................................................

A. BASE DE DATOS................................................................................................

A. INTERFAZ DE USUARIO ..................................................................................... A.. Módulo de programación ....................................................................... A.. Módulo de planificación ........................................................................

viii

B MULPRO: DESCRIPCIÓN FUNCIONAL ......................................................................

B. MP-PLAN  ........................................................................................................ B.. Pantalla Inicial ....................................................................................... B.. Pantalla principal ................................................................................... B.. Pantalla principal de estimación de fechas de entrega........................... B.. Acciones básicas ......................................................................................

B... Creación de planes................................................................................ B... Apertura de planes................................................................................ B... Simulación de variaciones de capacidad y subcontratación ................ B... Estimación de fechas de entrega...........................................................

B. MP-SCHED....................................................................................................... B.. Pantalla principal ................................................................................... B.. Acciones básicas .....................................................................................

B... Creación de programas......................................................................... B... Apertura de programas......................................................................... B... Simulación de variaciones de capacidad y subcontrataciones ............. B... Reprogramación por incidencias..........................................................

B. MP-WEB  ........................................................................................................ B.. Página de entrada: Autenticación........................................................... B.. Listado de Proyectos ............................................................................... B.. Informe de Avance de Proyectos ........................................................... B.. Diagrama de Gantt ................................................................................

B. MP-EXCHANGE ............................................................................................... B.. Pantalla inicial: Secuencia de nuevo intercambio ................................. B.. Pantalla principal ...................................................................................

B... Exportación.......................................................................................... B... Importación .......................................................................................... B... Edición ..................................................................................................

ix

ÍNDICE DE FIGURAS

ÍNDICE DE FIGURAS

FIGURA .   Esquema de la estructura del documento ............................................................  FIGURA .   Organización funcional [Mazo ] .................................................................  FIGURA .   Producción como transformación [Grubbstr ] ............................................  FIGURA .   Esquema conceptual de relación suministrador-cliente  en el ámbito de la 

calidad [Koskela , p.] ............................................................................... FIGURA .   Apertura del modelo de caja negra de generación de valor [Koskela , 

p.]..................................................................................................................... FIGURA .   Actividades de producción y flujo de información [Askin , p.] ................. FIGURA .   Resumen esquemático del ámbito de la tesis en la visión funcional de la 

empresa industrial ............................................................................................... FIGURA .   Sistema productivo [Black ] ........................................................................ FIGURA .   Paradigma de control [Timmerm ] ............................................................. FIGURA .   Esquema genérico de un sistema MPC [Vollmann , p.] ........................... FIGURA .   Modelo de Control, Información y Decisión de una empresa industrial 

[Falster ] ....................................................................................................... FIGURA .   Resumen esquemático del ámbito de la tesis en la visión de sistemas de la 

empresa industrial ............................................................................................... FIGURA .   Disposición en planta orientada al producto, flow-shop [Black , p. ] ...... 

x

FIGURA .   Ejemplo de diagrama de Gantt por recursos [Alford , p.]...................  FIGURA .   Ejemplo de diagrama de Gantt de control de avance [Alford , p.] ....... FIGURA .   Programación mediante un diagrama de Gantt de carga de recursos 

[Alford , pp. -] ................................................................................... FIGURA .   Tamaño de Lote Económico de pedido (EOQ). Adaptado de [Harris 

]..................................................................................................................... FIGURA .   Ejemplo de orden de producción [Alford , p. ].....................................  FIGURA .   Ejemplo de Hoja de Ruta [Alford , p. ] ................................................. FIGURA .   Esquema de Control de Producción basado en órdenes [Alford , p. 

] .....................................................................................................................  FIGURA .   Esquema de las principales relaciones internas del sistema MPC [Alford 

] .................................................................................................................... FIGURA .   Modelo básico de Punto de Pedido..................................................................... FIGURA .   Efecto del Punto de Pedido en la cantidad de Stock de Seguridad o stock 

inactivo [Wilson ]......................................................................................... FIGURA .   Planificación de la capacidad en el sistema MPC [Vollmann , p. ].....  FIGURA .   Anillos de crecimiento del ERP [Ptak , p. ] ...........................................  FIGURA .   Adopción del concepto ERP en el entorno académico IS [Klaus ]..........  FIGURA .   Cálculos estadísticos PERT [Moder , p. ]............................................  FIGURA .   Diagrama de Gantt con precedencias de Microsoft Project  ....................  FIGURA .   Equivalencia topológica entre la lista de materiales y la red de proyecto 

[Harhalakis ] .............................................................................................. FIGURA .   Ampliación de la red de proyecto con otros tipos de actividades 

[Harhalakis ] ..............................................................................................  FIGURA .   Estructura de control del flujo de materiales en los entornos ETO 

[Bertrand , p.].........................................................................................  FIGURA .   Los cuatro círculos concéntricos del software [Bertrand , p.] ............... FIGURA .   Arquitectura de información para entornos de ingeniería a medida 

[Muntslag , p.] ......................................................................................  FIGURA .   Relación entre una red de actividades agregadas y las actividades 

detalladas [Bertrand , p.]......................................................................  FIGURA .   Modelo de taller de tareas como un sistema de canalizaciones [Bechte 

] ..................................................................................................................  FIGURA .   Modelo global Input/Output [Kingsman ]................................................ FIGURA .   Marco de planificación jerárquica [deBoer , p.] ...................................  FIGURA .   Interdependencia de los niveles jerárquicos [Schneew ] ...........................  FIGURA .   Proceso de toma de decisiones [Forgionne ] .............................................  FIGURA .   Componentes de un DSS [Sprague ] ........................................................ FIGURA .   Sistema de Soporte a la Decisión (DSS) [Forgionne ]...............................  FIGURA .   La relación recursiva entre la potencialidad de las IT y el BPR 

[Davenport ] .............................................................................................. FIGURA .   Cinco niveles de transformación de negocio basada en las IT [Venkatram 

] .................................................................................................................. FIGURA .   Cinco pasos en el rediseño de procesos [Davenport ] ............................... FIGURA .   Metodología de reingeniería basada en software [Sihn ] .......................... FIGURA .   Esquema metodológico global .......................................................................... 

xi

FIGURA .   Sistemas de gestión de inventario en fabricación [Schonberger ]............. FIGURA .   Correspondencia entre sistemas de gestión de inventario y tipo de 

fabricación [Schonberger ] ........................................................................ FIGURA .   Clasificación de los sistemas MPC [Vollmann  p. ]................................. FIGURA .   Representación esquemática de un flujo homogéneo (con una 

característica del flujo) [Rivera  p. ] ..................................................... FIGURA .   Representación esquemática de un flujo homogéneo (con dos 

características del flujo) [Rivera  p. ] .................................................... FIGURA .   Representación esquemática de un flujo heterogéneo (con una 

característica del flujo) [Rivera , p. ] .................................................... FIGURA .   Representación esquemática de un flujo heterogéneo (con dos 

características del flujo) [Rivera , p. ] ................................................... FIGURA .   Representación esquemática de un flujo con hibridez horizontal (con una 

característica del flujo) [Rivera , p. ].....................................................  FIGURA .   Representación esquemática de un flujo con hibridez horizontal (con dos 

características del flujo) [Rivera , p. ] ...................................................  FIGURA .   Representación esquemática de un flujo con hibridez vertical (con una 

característica del flujo) [Rivera , p. ] .................................................... FIGURA .   Combinaciones de tipos de sistemas de gestión y tipos de flujos de 

materiales [Rivera  pp. ] ....................................................................... FIGURA .   Estabilidad de las combinaciones y tendencias [Rivera , p. ]............... FIGURA .   Representación esquemática de un flujo dual (con una característica del 

flujo)................................................................................................................... FIGURA .   Representación esquemática de un flujo dual (con dos características del 

flujo)................................................................................................................... FIGURA .   Representación esquemática del flujo ETO (con dos características del 

flujo)................................................................................................................... FIGURA .   Representación esquemática de la gestión de un flujo ETO con un 

sistema MRP ..................................................................................................... FIGURA .   Representación esquemática de la gestión de un flujo ETO con un 

sistema PERT/CPM..........................................................................................  FIGURA .   Representación esquemática de la gestión de un flujo ETO con un 

sistema basado en la suposición de hibridez vertical ........................................ FIGURA .   Representación esquemática de la gestión de un flujo ETO con un 

sistema basado en la suposición de hibridez horizontal.................................... FIGURA .   Representación esquemática del sistema MPC adecuado para gestionar 

ambientes ETO (con una característica del flujo)............................................. FIGURA .   Representación esquemática del sistema MPC adecuado para gestionar 

ambientes ETO (con dos características del flujo) ............................................ FIGURA .   Organigrama de referencia de la industria ETO ............................................. FIGURA .   Diagrama de Casos de Uso del sistema MPC .................................................. FIGURA .   Marco de planificación jerárquica adoptado.................................................... FIGURA .   Interdependencia de los niveles jerárquicos [Schneew ] ........................... FIGURA .   Diagrama de Actividades del proceso Planificación Regular ........................... FIGURA .  Diagrama de Actividades Elaborar Plan .......................................................... FIGURA .   Diagrama de Actividades del proceso Programación Regular......................... FIGURA .   Diagrama de Actividades Elaborar Programa.................................................. 

xii

FIGURA .   Diagrama de Actividades Estimar Fecha Entrega............................................ FIGURA .   Diagrama de Actividades del proceso Planificación Proyecto Urgente ........... FIGURA .   Diagrama de Actividades del proceso Reprogramación .................................. FIGURA .   Esquema del proceso de importación/exportación de datos ............................ FIGURA .   Esquema del proceso de Realimentación de Datos.......................................... FIGURA .   Diagrama de Casos de Uso de Consulta de Informes de Proyecto .................. FIGURA .   Diagrama de Actividades del proceso Seguimiento de Proyecto .....................  FIGURA .   Arquitectura básica del prototipo .....................................................................  FIGURA .   Estructura modular del prototipo .....................................................................  FIGURA .   Arquitectura del sistema de información ..........................................................  FIGURA .   Modelado dinámico: Estado de planificación................................................... FIGURA .   Modelo del ciclo de vida de los proyectos......................................................... FIGURA .   Modelo jerárquico planificación-programación ............................................... FIGURA .   Modelo de perfiles de capacidad....................................................................... FIGURA .   Esquema de restricciones de ventanas temporales ........................................... FIGURA .   Modelo de turnos .............................................................................................. FIGURA .   Modelo de opciones de simulación de actividades ........................................... FIGURA .   Modelo de materiales de acopio ....................................................................... FIGURA .   Modelo conceptual MULPRO ........................................................................... FIGURA .   Pantalla principal del módulo MP-PLAN.......................................................... FIGURA .   Selección vistas del módulo MP-PLAN.............................................................. FIGURA .   Pantalla principal del módulo MP-SCHED ....................................................... FIGURA .   Creación de un plan: Paso  de  ...................................................................... FIGURA .   Creación de un plan: Paso  de ...................................................................... FIGURA .   Creación de un programa: Paso  de  ............................................................. FIGURA .   Creación de un plan: Paso  de ...................................................................... FIGURA .   Proceso de Seguimiento de Proyecto: modelo simplificado ............................. FIGURA .   Diagrama de Despliegue de la arquitectura del módulo de seguimiento 

web y esquema de acceso a los datos ................................................................ FIGURA .   Interfaz gráfica del applet del desarrollo previo de seguimiento web............... FIGURA .   Diagrama de Estados de la interfaz del módulo de seguimiento...................... FIGURA .   MP-WEB: Diagrama de Gantt .......................................................................... FIGURA .   Diagrama de Estado de la interfaz del módulo de intercambio ....................... FIGURA .   Ventana principal del módulo MP-EXCHANGE............................................... FIGURA .   Esquema del sistema de entrenamiento............................................................ FIGURA .   Dinámica de simulación con el módulo ETOSIM............................................. FIGURA .   Esquema de la arquitectura interna del módulo ETOSIM................................ FIGURA .   Modelado conceptual de sesión ........................................................................ FIGURA .   Representación esquemática de una sesión ...................................................... FIGURA .   Modelo conceptual básico del simulador.......................................................... FIGURA .   Modelo de eventos ............................................................................................ FIGURA .   ETOSIM: Parámetros de la sesión .....................................................................  FIGURA .   ETOSIM: Parámetros de la sesión – valores unitarios.......................................  FIGURA .   ETOSIM: Parámetros del evento de retraso de acopios ....................................  FIGURA .   ETOSIM: Parámetros del evento de nuevo proyecto ........................................  

xiii

FIGURA .   ETOSIM: Ciclo de simulación ...........................................................................  FIGURA .   HIERGEN: Parámetros del algoritmo de agregación........................................ FIGURA .   HIERGEN: Ejemplo de red generada por agregación ...................................... FIGURA .   HIERGEN: Parámetros del algoritmo de desagregación................................... FIGURA .   HIERGEN: Relación entre actividad final e inicial en las precedencias 

agregadas........................................................................................................... FIGURA .   HIERGEN: Parámetros del algoritmo de desagregación................................... FIGURA .   HIERGEN: Parámetros de los datos complementarios ..................................... FIGURA .   HIERGEN: Gestión de los conjuntos ................................................................. FIGURA .   HIERGEN: Visualizador de proyectos............................................................... FIGURA .   Caso de ejemplo: Jerarquía de recursos............................................................ FIGURA .   Caso de ejemplo: Jerarquía de proyectos.......................................................... FIGURA .   Caso de ejemplo: Planteamiento jerárquico ..................................................... FIGURA .   Caso de ejemplo: Datos de generación de los proyectos .................................. FIGURA .   Régimen permanente: Diagramas de carga ..................................................... FIGURA .   Régimen permanente: Historia generada.........................................................  FIGURA .   Planificación a recursos infinitos: Carga de los gremios ...................................  FIGURA .   Planificación a recursos infinitos: Resumen de resultados y planificación 

de proyectos....................................................................................................... FIGURA .   Planificación a recursos infinitos: Verificación de acopios ...............................  FIGURA .   Planificación a recursos finitos: Carga de los gremios ...................................... FIGURA .   Planificación a recursos finitos: Resumen de resultados................................... FIGURA .   Planificación a recursos finitos: Resumen de planificación de proyectos ......... FIGURA .   Planificación a recursos finitos con retrasos permitidos: Resumen de 

resultados y planificación de proyectos.............................................................  FIGURA .   Planificación con capacidad extra y sin retrasos: Resumen de resultados y 

planificación de proyectos ................................................................................. FIGURA .   Planificación con capacidad extra y sin retrasos:Carga diaria de los 

gremios .............................................................................................................. FIGURA .   Planificación con capacidad extra y sin retrasos: Análisis de la 

planificación del proyecto  ......................................................................... FIGURA .   Planificación con capacidad extra, subcontratación y sin retrasos: 

Resumen de resultados y planificación de proyectos........................................ FIGURA .   Planificación con capacidad extra, subcontratación y sin retrasos: 

Visualización de la planificación de la actividad subcontratada ...................... FIGURA .   Estimación de Fecha de Entrega: Cálculo por coeficiente ............................... FIGURA .   Estimación de Fecha de Entrega: Cálculo sin provocar retrasos...................... FIGURA .   Estimación de Fecha de Entrega: Planificación con el conjunto de 

proyectos ........................................................................................................... FIGURA .   Programación inicial: Resumen de resultados y programación de 

proyectos ...........................................................................................................  FIGURA .   Programación inicial: Diagrama de Gantt ....................................................... FIGURA .   Programación con turnos extra: Resumen de resultados y programación 

de proyectos....................................................................................................... FIGURA .   Programación con turnos extra: Diagrama de Gantt con resumen de 

turnos................................................................................................................. 

xiv

FIGURA .   Programación con vinculación: Identificación de actividades problemáticas del proyecto  ....................................................................... 

FIGURA .   Programación con vinculación: Subcontratación actividad - .................. FIGURA .   Programación con vinculación: Subcontratación actividad -................. FIGURA .   Reprogramación por avería: Creación del nuevo programa base ................... FIGURA .   Reprogramación por avería: Resumen de resultados y planificación de 

proyectos ........................................................................................................... FIGURA .   Reprogramación por avería con turno extra: Resumen de resultados y 

planificación de proyectos .................................................................................  FIGURA .   Reprogramación por avería con turno extra: Efecto del turno de H en 

adelanto del proyecto  ................................................................................ FIGURA .   Reprogramación por avería con turno extra: Identificación de actividades 

problemáticas del proyecto  ....................................................................... FIGURA .   Reprogramación por avería con turno extra y subcontrataciones: 

Resumen de resultados y planificación de proyectos........................................ FIGURA .   Reprogramación retraso en los acopios: impacto nulo..................................... FIGURA .   Reprogramación retraso en los acopios: impacto limitado .............................. FIGURA .   Reprogramación por duración extra: Efecto en el diagrama de Gantt ........... FIGURA .   Reprogramación por duración extra: Resumen de resultados y 

planificación de proyectos ................................................................................. FIGURA .   Régimen dinámico: Lista de eventos ................................................................ FIGURA .   Régimen dinámico: Ejecución del evento de contratación ..............................  FIGURA .   Régimen dinámico: Modificación del estado de los proyectos......................... FIGURA .   Régimen dinámico: Realimentación de datos .................................................. FIGURA .   Régimen dinámico: Planificación de proyecto urgente .................................... FIGURA .   Seguimiento de proyecto: Resumen de proyectos ............................................ FIGURA .   Seguimiento de proyecto: Informe proyecto ............................................. FIGURA .   Seguimiento de proyecto: Diagrama de Gantt inicial del proyecto .......... FIGURA .   Seguimiento de proyecto: Diagrama de Gantt final del proyecto  ............ FIGURA .   Esquema del proceso semi-automático de importación/exportación de 

datos .................................................................................................................. FIGURA .   Ejemplo importación/exportación: Datos iniciales Baan (Triton ..................... FIGURA .   Ejemplo importación/exportación: Datos iniciales Taller ................................ FIGURA .   Ejemplo importación/exportación: Definición de la plantilla del fichero 

de intercambio................................................................................................... FIGURA .   Ejemplo importación/exportación: Definición del esquema de 

intercambio para la exportación desde Baan ................................................... FIGURA .   Ejemplo importación/exportación: Definición del esquema de 

intercambio para la importación desde Baan................................................... FIGURA .   Ejemplo importación/exportación: Definición del esquema para la 

importación desde el módulo MP-EXCHANGE ...............................................  FIGURA .   Ejemplo importación/exportación:Sesión de exportación desde Baan  y 

fichero de intercambio generado .....................................................................  FIGURA .   Ejemplo importación/exportación: Datos finales en el sistema MPC 

(Taller) ............................................................................................................... FIGURA .   Ejemplo importación/exportación: Datos modificados en el sistema MPC 

(Taller) y fichero de intercambio generado......................................................  

xv

FIGURA .   Ejemplo importación/exportación: Datos finales en el sistema Baan............... FIGURA .   Formulario de Propiedades y Resultados del módulo MP-PLAN..................... FIGURA .   Objetivo O ......................................................................................................  FIGURA .   Objetivo O....................................................................................................... FIGURA .   Objetivo O....................................................................................................... FIGURA .   Marco de planificación jerárquica adoptado....................................................  FIGURA .   Arquitectura básica de la herramienta MULPRO............................................. FIGURA .   Pantalla principal del módulo MP-PLAN.......................................................... FIGURA .   Objetivo O ......................................................................................................  FIGURA .   Esquema del sistema de entrenamiento............................................................  FIGURA .   Objetivo OG .....................................................................................................  FIGURA .   Representación esquemática del sistema MPC adecuado para gestionar 

la dualidad en los ambientes ETO (con una característica del flujo) ............... FIGURA A.   Secuencia básica de interacción de los componentes del prototipo PPES: 

Inicio..................................................................................................................  FIGURA A.   Secuencia básica de interacción de los componentes del prototipo PPES: 

Definición problema .........................................................................................  FIGURA A.   Secuencia básica de interacción de los componentes del prototipo PPES: 

Búsqueda y almacenado de soluciones ............................................................. FIGURA A.   Secuencia básica de interacción de los componentes del prototipo PPES: 

Consulta de soluciones ...................................................................................... FIGURA A.   Secuencia básica de interacción de los componentes del prototipo PPES: 

Consulta de soluciones ......................................................................................  FIGURA A.   Submodelo IDEF X del prototipo PPES: Agrupación de proyectos ..............  FIGURA A.   Submodelo IDEF X del prototipo PPES: Jerarquía de actividades................ FIGURA A.   Submodelo IDEF X del prototipo PPES: Jerarquía de recursos .................... FIGURA A.   Submodelo IDEF X del prototipo PPES: Requerimientos............................. FIGURA A.   Submodelo IDEF X del prototipo PPES: Consumo de materiales ................ FIGURA A.   Submodelo IDEF X del prototipo PPES: Simulaciones ................................. FIGURA A.   Modelo IDEF X de la base de datos del prototipo PPES ............................... FIGURA A.   Ventana principal del módulo de programación del prototipo PPES. 

Diagrama de carga............................................................................................ FIGURA A.   Diagrama de Gantt por recursos del módulo de programación del 

prototipo PPES.................................................................................................. FIGURA A.   Diagrama de Gantt por proyectos del módulo de programación del 

prototipo PPES.................................................................................................  FIGURA A.   Pantalla principal del módulo de planificación del prototipo PPES. 

Diagrama de carga............................................................................................ FIGURA A.   Diagrama de Gantt por recursos del módulo de planificación del 

prototipo PPES.................................................................................................. FIGURA A.   Diagrama de Gantt por proyectos del módulo de planificación del 

prototipo PPES.................................................................................................. FIGURA B.   MP-PLAN: Pantalla inicial................................................................................. FIGURA B.   MP-PLAN: Pantalla principal ............................................................................ FIGURA B.   MP-PLAN: Menú pantalla principal.................................................................  FIGURA B.   MP-PLAN: Barra de botones ............................................................................. 

xvi

FIGURA B.   MP-PLAN: Diagrama de carga..........................................................................  FIGURA B.   MP-PLAN: Diagrama de Gantt por proyectos. Zoom máximo........................ FIGURA B.   MP-PLAN: Diagrama de Gantt por proyectos .................................................. FIGURA B.   MP-PLAN: Diagrama de Gantt por gremios..................................................... FIGURA B.   MP-PLAN: Formulario de Propiedades y Resultados ....................................... FIGURA B.   MP-PLAN: Pantalla Fecha de Entrega ..............................................................  FIGURA B.   MP-PLAN: Crear Plan – Paso  de  ................................................................. FIGURA B.   MP-PLAN: Crear Plan – Paso  de  ................................................................. FIGURA B.   MP-PLAN: Crear Plan – Paso  de  ................................................................. FIGURA B.   MP-PLAN: Tiempo de búsqueda extra ............................................................. FIGURA B.   MP-PLAN: Cuadro de tiempo de búsqueda extra tras mejora automática ...... FIGURA B.   MP-PLAN: Abrir Simulación............................................................................. FIGURA B.   MP-PLAN: Capacidad infinita........................................................................... FIGURA B.   MP-PLAN: Subcontrataciones........................................................................... FIGURA B.   MP-PLAN: Opciones de simulación de fecha de entrega.................................. FIGURA B.   MP-PLAN: Simular Fecha de Entrega .............................................................. FIGURA B.   MP-PLAN: Cálculo de fecha por coeficiente ..................................................... FIGURA B.   MP-SCHED: Pantalla principal ......................................................................... FIGURA B.   MP-SCHED: Menú pantalla principal............................................................... FIGURA B.   MP-SCHED: Mejora intervalo........................................................................... FIGURA B.   MP-SCHED: Diagrama de Gantt por recursos ................................................. FIGURA B.   MP-SCHED: Crear Programa – Paso  de ...................................................... FIGURA B.   MP-SCHED: Crear Programa – Paso  de  ..................................................... FIGURA B.   MP-SCHED: Tiempo de búsqueda extra .......................................................... FIGURA B.   MP-SCHED: Turnos extra................................................................................. FIGURA B.   MP-SCHED: Recursos extra .............................................................................. FIGURA B.   MP-SCHED: Retraso acopios ............................................................................ FIGURA B.   MP-SCHED: Duración extra ............................................................................. FIGURA B.   Diagrama de Estados de la interfaz de módulo de seguimiento....................... FIGURA B.   MP-WEB: Página de entrada ............................................................................ FIGURA B.   MP-WEB: Listado de proyectos ........................................................................ FIGURA B.   MP-WEB: Cambio de contraseña ..................................................................... FIGURA B.   MP-WEB: Informe de avance............................................................................ FIGURA B.   MP-WEB: Diagrama de Gantt .......................................................................... FIGURA B.   Diagrama de Estado de la interfaz del módulo de intercambio ....................... FIGURA B.   MP-EXCHANGE: Secuencia de nuevo intercambio.........................................  FIGURA B.   MP-EXCHANGE: Exportación .........................................................................  FIGURA B.   MP-EXCHANGE: Árbol de plantillas de intercambio ....................................... FIGURA B.   MP-EXCHANGE: Selección de fichero e importación ...................................... FIGURA B.   MP-EXCHANGE: Modificación de un valor de la base de datos ...................... 

xvii

ÍNDICE DE TABLAS

ÍNDICE DE TABLAS

TABLA .   Visión TFV integrada de la producción [Koskela , p. ].......................... TABLA .   Tipología de situaciones de producción [Wortmann ] y [Wortmann 

b] .................................................................................................................. TABLA .   Taxonomía de empresas industriales [Amaro ] .........................................  TABLA .   Caracterización de la industria objeto ................................................................ TABLA .   Principales relaciones internas del sistema MPC [Alford , p. ].............  TABLA .   Tabla ejemplo MRP [Fogarty , p. ]........................................................ TABLA .   Resumen de características de aplicaciones de difusión gratuita para 

representación de diagramas de Gantt ............................................................. TABLA .   Definición de los patrones de turnos iniciales ................................................... TABLA .   Resumen de datos de los proyectos del caso de estudio ................................... TABLA .   Notación de las fechas de planificación y programación.................................. TABLA .   Calibrado de capacidad: Resumen de resultados ............................................. TABLA .   Régimen permanente: Bolsas de proyectos ...................................................... TABLA .   Notación de los indicadores de un plan/programa ...........................................  TABLA A.   Notación de las funciones objetivo del prototipo PPES.................................... TABLA A.   Notación de los heurísticos de selección del prototipo PPES ........................... 

xviii

xix

RESUMEN

RESUMEN

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.

xx

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.

xxi

ABSTRACT

ABSTRACT

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

xxii

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.

REDISEÑO DE PROCESOS DEL SISTEMA DE PLANIFICACIÓN Y CONTROL DE LA PRODUCCIÓN DE LA INDUSTRIA DE INGENIERÍA-BAJO-PEDIDO

BASADO EN LAS TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN

  

O1 O2 O3 O4 OG

4

8 7 6 5 2 1

PR

OY

EC

TO

S D

E

INV

EST

IGA

CIÓ

N

9 AG

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A D

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BSIS

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A F

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Sistema de Control

Sistema MPC

Sistema de Decisión

3

A2 A41 A42 A31 A32 A33 A11 A12

Iniciar S ió Ejecución de E

Generador de P t

Comunicación DSS

Cálculo de E

Lista de Eventos

BASE DATOS

DSS

ETOSIM

MRP PERT/CPM JIT

LÓGICA DE

INTERFAZ

PLANIFICACIÓN

PROGRAMACIÓN

BASE DATOS

CAPÍTULO          

O1 O2 O3 O4 OG

PR

OY

EC

TO

S D

E

INV

EST

IGA

CIÓ

N

AG

4

8 7 6 5 2 1

3

9 A2 A41 A42 A31 A32 A33 A11 A12

1 INTRODUCCIÓN

1 INTRODUCCIÓN

La cuestión central que se trata en esta tesis es la problemática del sistema de

planificación y control de la producción (MPC, Manufacturing Planning and Control) en un

conjunto particular de empresas industriales, referido habitualmente con el término

ingeniería-bajo-pedido (ETO, Engineer-To-Order). En una primera aproximación, las

empresas ETO son aquéllas en las que, a partir de pedidos en firme de clientes, se

fabrican productos que requieren una fase de ingeniería previa.

Según se desarrolla en el primer apartado del capítulo, los antecedentes determinan en

gran medida el trabajo realizado. La tesis se plantea en el marco de una línea de

investigación iniciada con anterioridad y caracterizada por su vinculación con empresas

pertenecientes a la industria ETO a través de varios proyectos. De ahí que las

motivaciones que llevan a emprender el trabajo y se exponen en el segundo apartado,

tienen como característica determinante el partir de una necesidad industrial real. El

capítulo se cierra con la descripción del esquema general en el que se representa el hilo

conductor seguido a lo largo del documento para exponer el trabajo realizado.

CAPÍTULO          

1.1 Antecedentes

El presente trabajo de tesis surge a raíz de la participación del autor en el proyecto de

investigación “Diseño Avanzado de Aplicaciones de Programación de la Producción para

Ámbitos Específicos (PPES)”, con identificador CICYT TAP96-0604, realizado en el

grupo de investigación CIM perteneciente a DISAM, División de Ingeniería de Sistemas y

Automática del Departamento de Automática, Ingeniería Electrónica e Informática

Industrial de la Universidad Politécnica de Madrid.

La realización del proyecto PPES se enmarcaba en una línea de investigación iniciada con

anterioridad en dicho grupo, en la que tenía como ascendente directo al proyecto

PIREPRO (PACE PC-46), acrónimo de “Planificación Integral de la Asignación de

Recursos Productivos”. El objetivo de PIREPRO había sido “la realización de una

aplicación informática de programación de la producción para el sector de fabricación de

bienes de equipo” [CIM 1996]. El consorcio participante lo habían formado, además del

propio grupo CIM, Grupo Apex S.A., Tecnicontrol S.A. y, de especial relevancia para el

propósito de este trabajo de tesis, Mecánica de la Peña S.A., empresa dedicada durante

más de 50 años a la fabricación a medida de grandes bienes de equipo, especializada en

calderería pesada de alta tecnología y en mecanización de grandes piezas para

instalaciones energéticas. La participación en el proyecto PIREPRO supone la toma de

contacto del grupo con la problemática de la gestión de la producción en este tipo de

industria y despierta el interés por continuar el trabajo realizado.

Así, a su término, PIREPRO da paso al ya mencionado proyecto PPES, que origina la

incorporación del autor de la tesis al grupo CIM. De nuevo se cuenta con Mecánica de la

Peña como referente fundamental, al participar en calidad de Ente Promotor-Observador. El

proyecto parte con el objetivo inicial de “probar el potencial innovador de determinadas

tecnologías en las aplicaciones de apoyo a la programación de la producción para los

ámbitos de fabricación a medida y sistemas flexibles de fabricación” [CIM 2000]. Desde el

principio se pretende la materialización de las investigaciones mediante la realización de

prototipos. Se plantean en la propuesta tres líneas de innovación, correspondientes a los

tres componentes fundamentales de una aplicación informática: la algorítmica, la interfaz

de usuario y el sistema de información.

Estas tres líneas se mantienen hasta el final, aunque es preciso notar que, en su

desarrollo, el proyecto contempla un replanteamiento de objetivos. Se comienza

      INTRODUCCIÓN     

explorando en profundidad las posibilidades ofrecidas por la Programación con

Restricciones (CP, Constraint Programming), a través de las herramientas comerciales de

ILOG. Esta exploración arroja como resultado su gran interés práctico, no sólo por el

potencial de su algorítmica interna, sino por la enorme flexibilidad demostrada para el

modelado y la definición de problemas.

Tanto el proyecto PIREPRO, como inicialmente el proyecto PPES, se centran desde sus

objetivos en el problema de la programación de la producción con capacidad finita. Sin

embargo, como extensión natural, se presta atención a su encaje dentro del sistema de

Planificación y Control de la Producción (MPC, Manufacturing Planning and Control). De

acuerdo con la clásica acepción de Vollmann, Berry y Whybark “en esencia los sistemas

MPC proveen la información necesaria para una gestión eficiente del flujo de materiales,

una utilización efectiva de los recursos, humanos y de equipo, la coordinación de las

actividades internas con las de los suministradores, y la comunicación con los clientes

acerca de los requerimientos del mercado” [Vollmann 1997 p.2].

De esta manera, la flexibilidad de la CP combinada con el referido conocimiento de la

problemática operativa de la industria de fabricación a medida, propicia el momento de

inflexión del proyecto PPES. Se evalúa la posibilidad de abordar un problema más

ambicioso que el original de la programación de la producción: “desarrollar una

aplicación que, con un enfoque realista y práctico, preste soporte informático integrado a

la gestión del sistema de planificación, programación y control de la producción, para el

ámbito de la fabricación a medida”. Verificada la viabilidad técnica y el alto interés del

proyecto, la evaluación resulta positiva, si bien lógicamente y por limitaciones de plazo, el

nuevo rumbo supone sacrificar las actividades del proyecto en el ámbito de los sistemas

flexibles de fabricación [CIM 2000].

Al profundizar en el sistema MPC de Mecánica de la Peña durante la realización del

proyecto, se advierte la confluencia de una serie de peculiaridades, las cuales, desde el

punto de vista de la industria, traen como consecuencia un insuficiente soporte de los

sistemas informáticos y propician la lógica demanda para remediar esta situación. El

componente manual es prioritario en las tareas de planificación, programación y control

de la producción, que recaen primordialmente en responsables de planificación formados

a través de una larga trayectoria. Se da por tanto una situación de dependencia del

experto, que en el día a día se enfrenta a problemas de gran complejidad, gestionando

cientos de órdenes de fabricación a ejecutar en multitud de recursos y con condicionantes

en cua