IAF – Programa Pilot Herramientas de Gestión de la Cadena de Suministro Operaciones y Logística
Marco Busatto Consultor Senior
Idom
Objetivos de la presentación Presentar un marco de referencia de las actuales tecnologías disponibles para gestionar la cadena de suministro
Indicar las posibilidades y las limitaciones de las actuales aplicaciones
Presentar algunos ejemplos prácticos de aplicaciones de herramientas avanzadas
Febrero
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La cadena de suministro SCM: “ (…) network of organizations that are involved, through upstream and downstream linkage, in different processes and activities that produce value in the form of products and services in the hand of ultimate customers.” [1] Febrero
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La cadena de suministro Flujo de materiales e información Materiales MAKE
DELIVER
SUPPLIERS
SOURCE
Planificar
CUSTOMERS
Planificar
Planificar Febrero
Información
Planificar 4
Red de organizaciones
S2 S1 S3
O1
C2
S2
C1
S1
C3 S1 S3
Febrero
C2 O2
C2 O3
C1 C3
C1 C3
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La evoluci贸n futura Value nets [2]: 1. Customer focused 2. Collaborative and systemic 3. Agile and scalable Providers 4. Fast flow Company 5. Digital Customers
Febrero
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¿por qué se interesan las compañías en la SC? SCM coordina de forma eficiente el flujo de bienes desde los suministradores a los fabricantes hasta los clientes Flujo Bienes Flujo Información Flujo Dinero
Proveedores
Febrero
Fabricantes
Almacenes/ Distribución
Vendedore s
Clientes
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Cadena de Suministro ineficiente implica mayores precios para los consumidores
Demasiado inventario desperdiciado a lo
largo de la cadena Sin embargo muchas de esas empresas no da buen servicio a los clientes Proveedores
Febrero
Fabricantes
Almacenes/ Distribución
Vendedores
Clientes
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Un fenómeno común en la SC Efecto ‘Bullwhip’
Sales
Sales Time
Vendedores
Time
Clientes
Sales
Almacenes/ Distribución
Fabricantes
Sales
Proveedores
Time
Time
[Forrester, 1961 !!] Febrero
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Las compañías están funcionalmente alineadas Compras
Manufacturing
Distribución
Servicio a clientes/ventas
Objetivos desalineado o en conflicto •Bajo precio compra •Multiples proveedores
Febrero
•Pocos cambios •Programación estables •Series largas
•Bajos inventarios •Bajos costes transporte
•Altos inventarios •Altos niveles de servicio •Stocks regionales
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La orientación a procesos confronta las disfunciones de la cadena
Evolucionar de los D.pto funcionales a
procesos de negocio multifuncionales (e.g., order-to-cash, request-to-promise) Compras
Manufacturing
Servicio a Districubión clientes/ventas
Order Fulfillment
Available-to-Promise Capable-to-Promise
Febrero
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Algunas preguntas fundamentales de negocio no se contestan
¿Que llegara?
¿Que tengo?
¿Que podemos
¿Cuando llegara?
¿Donde lo pongo?
enviar?
¿Como lo cojo?
¿Que pedidos deberíamos entregar?
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Y si eso no fuese suficiente Mayores requisitos de cliente, presiones competitivas y la economía global
Personalización masiva Ciclos de vida de productos más cortos Proliferación de productos Presiones sobre precios y reducción de costes Operaciones a nivel global
Febrero
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¿Cuál son las herramientas para gestionar la cadena de suministro? MRP: Material Requirement Planning MRP II: Material Resource Planning ERP: Enterprise Resource Planning SCM: Supply Chain Management CMS: Customer Management Systems SSCO: Syncronized Supply Chain Optimization ... ...How many buzz words!!!
Febrero
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Marco de referencia Una SC puede ser descrita en términos de su estructura y del nivel de planificación En general se puede decir que
La estructura de la SC puede describirse usando un modelo de red Los procesos de planificación se dividen en tres niveles Estratégico, Táctico y Operacional
Febrero
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Tres niveles de planificación Existen tres niveles jerárquicos de planificación: Estratégica o de alto nivel, que se realiza bien anualmente o ad hoc Táctica o de nivel medio, que se realiza normalmente mensual o trimestralmente Operacional o de bajo nivel que implica el scheduling, rescheduling y la ejecución y se realiza en periodos muy cortos (horas, días, turnos..)
Existe un grado de solapamiento entre la fases así como una interdependencia Estas se “transmiten” de diferentes maneras, siendo la más básica en forma de restricciones Febrero
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Planificación estratégica Para apoyar el diseño de la SC, la optimización determina la localización, tamaño y numero de Centros de aprovisionamiento Centros de producción Centros de distribución
Mediante el análisis de los flujos a través de la red Conceptualmente se puede considerar como la decisión
sobre los nodos y arcos de la red El concepto de tiempo no suele ser considerado a este nivel Algunos proveedores de sistemas a este nivel:
Supply Chain Strategist de I2 Supply Chain Designer de CAPS SAILS de Insight Network Designer de SynQuest
Febrero
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Planificación táctica Planificación de la SC al nivel táctico se suele
denominar “supply planning” y se define como Optimización del flujo de materiales a través de una red determinada en un horizonte de tiempo
Las principales diferencias con el nivel estratégico son:
La configuración de la red está ya dada Los planes dependen del tiempo “time buckets” Puede considerar vistas agregadas de los procesos de producción considerando diferentes niveles del BOM Se pueden considerar tiempos de cambio pero no la secuenciación de los productos a través de las instalaciones
Febrero
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Planificación Operativa Se conoce como Supply Scheduling El production scheduling tienen un gran nivel de
detalle, hora a hora incluso minuto a minuto Se realiza frecuentemente, potencialmente varias veces al día Abarca planificación de materiales, personas, maquinas.. Suele realizarse al nivel más bajo del BOM y de las hojas de ruta, incluyendo setup times Fabricantes de soft de scheduling: Baan, SAP, Fygir, i2, Manugistics, PeopleSoft, STG, SynQuest, Thru-Put.... Febrero
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Operacional
Herramientas Sistemas - ERP Execution System (ERP) Shipment scheduling Shipment Scheduling Production scheduling Production Scheduling Transport Planning Transportation Planning Manufacturing Planning Manufacturing Planning Distribution Planning Distribution Planning TĂĄctico
InventoryPlanning Inventory Planning Available-to-Promise Available-to-Promise Supply Chain Planning Supply Chain Planning
EstratĂŠgico
Sales and operation Planning Sales and Operations Planning Demand Planning Demand Planning Suppply Chain Network Supply Chain Network Design Planning Strategic Planning Strategic Planning
Segundos/ Minutos
Febrero
Horas/ Dias
Semanas/ Meses
Trimestres
Anos
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Marco de Referencia de las tecnologías
Component Supplier Mgmt.
ERP Product Data Mgmt
Operacional
Compras
Febrero
Mfg. Exec. Systems
Inventory Planning Warehouse Mgmt
Transportaiton Execution
E-Commerce Operaciones Logística
Demmand Planning
Order Mgmt. Customer Asset Mgmt.
Ventas
c as nar T
Táctico
Transportation planning
Advanced Planning & Scheduling
oci tíl a n A
Planificación de Instalaciones, Productos y Capacidades
Estratégico
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Proveedores de Sistemas Proveedores de ERP (Enterprise Resource Planning)
SAP Baan JD Edwards Oracle PeopleSoft
Proveedores de SCM (Supply Chain Management)
I2 Manugistics Synquest Logility Tools-DPM Intrepa AspenTech Ortems
Febrero
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Diferencias Marco temporal Pasado y presente
Objetivo Reporting
Ámbito “Miope”
Tipo BD Con poca o nada elaboración
Tiempo respuesta Tiempo real
Implicaciones BPR Sustituye o reduce esfuerzo humano ineficiente
Febrero
Marco temporal Futuro
Objetivo Previsión y toma decisiones
Ámbito Jerárquico y longitudinal
Tipo BD Algo o muy elaborado
Tiempo respuesta Tiempo real o en batch
Implicaciones BPR Coordina decisiones de gestión con solapes
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ERP quieren englobar todo ďƒźLos ERP quieren aĂąadir
funcionalidades de tipo analitico Fixed Assets
Accounts Receivable
General Ledger
Inventory
Purchasing
Integrated Database
BOM
Febrero
Accounts Payable
Cost Accounting
CRP
Project Accounting
MRP
Project Management
MPS
Sales & Marketing
Order Entry
Shop Floor Control
Quality Assurance
Forecasting
DRP
Warehouse Managemen t
Service & Maintenance
Plant Maintenance
Decision Support
Product Configurator
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Todavía no han llegado ..faltan algunas piezas Fixed Assets
Accounts Receivable
General Ledger
• Que falta?:
Inventory
Orientación a Proceso Integrate ♦ Colaboración inter-intra d compañía Database BOM ♦ Planificación de SC Shop Floor Quality Order Entry ♦ Optimización de SC Control Assurance
Accounts Payable
CRP
Project Accounting
MRP
Project Management
MPS
Sales & Marketing
Forecasting
DRP
Decision Support
Product Configurator
♦
Purchasing
Febrero
Warehouse Managemen t
Service & Maintenance
Plant Maintenance
Cost Accounting
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Los SCM están ampliándose Los fabricantes de APS y supply chain planning también caminan hacia ello..
Febrero
Procurement Planning
Mfg Plng. & Sched.
Operational Scheduling
Distribution Planning
Tactical Planning
Enterprise Supply Chain Planning
Demand Planning
Strategic Planning
ERP System
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Es necesario una mejor integración ..pero también les faltan piezas Strategic Planning
Enterprise Supply Chain Planning
Que falta?:
Febrero
• •
Integración con sistemas transacionales Colaboración inter-intra compañía Suites de producto completas Distribution Planning
Operational Scheduling
•
Demand Planning
Tactical Planning
Sistema ERP
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Iniciativas Supply Chain La competencia global ha empujado las empresas a desarrollar sistemas mas complejos e “inteligentes” orientados a optmizar los recursos internos y externos. Orientación a Procesos Enfoque a la previsión Planificación de Ventas y Operación Planificación integrada de demanda y suministro Uso de información downstream Gestión compartida de inventarios (VMI y CRP) Colaboración proveedor/cliente Optimización transporte Postponement Performance Measurement (KPIs)
Febrero
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Tendencias de la industria, acrónimos y jerga Supply Chain Optimization (SCO) Global Logistics Supply Chain Collaboration (SCC) Mejora de los ingresos/servicio a clientes más que beneficios de reducción de costes (ventaja estratégica) Advanced Planning and Scheduling (APS) Vendor Managed Inventory (VMI), Efficient Consumer Response (ECR ), Category Management, and Continuous Replenishment Programs ( CRP) Febrero
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Caso Práctico I: Optimización de una red logística Operaciones y Logística
Caso 1: optimización de una red logística
Empresa ficticia de fabricación de productos electrónicos Características: Gama de productos limitada Buena información de proveedores Entorno de fabricación estable
Objetivo: Determinar el stock óptimo, y su ubicación para minimizar costes y asegurar servicio a clientes
Febrero
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Los datos necesarios El diagrama de la cadena de suministro Las características de la demanda Los parámetros de cada fase Tiempos de producción Tiempo de servicio Valor añadido Costes de inventarios
Principales hipótesis Sistema de producción pull Capacidad ilimitada Tiempos de servicio y producción deterministicos (para un nivel de servicio dado, p.e. 95%) Demanda limitada
Febrero
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El diagrama de la cadena
Comp. A
Comp. B
Elaboración
Montaje final
Envio a Almacén Distribuidor
Envio a cliente final
Comp C.
Febrero
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Variables
Tiempo Servicio = 5d
Envio a cliente final
Tiempo Servicio = 3d
Envio a cliente final
Febrero
Tiempo Servicio= 5d
Tiempo producci贸n= 10d
Envio a Envio a cliente cliente Tiempo de reabastecimiento= 15dfinal final Tiempo Neto de reabastecimiento= 10d
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Costes y Optimización En cada estación definimos el valor añadido al producto El coste de almacenamiento expresado en % sobre el valor del producto. Habitualmente entre el 15 y 30%. Esto incluye costes de oportunidad del capital, de manipulación, de obsolescencia, de gestión, etc.
Como objetivo de la optimización tomamos
la minimización de los costes de inventario, calculados con los parámetros antes definidos.
Febrero
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Demanda y stock de seguridad Suponemos que la demanda de una unidad de tiempo está caracterizada por una distribución normal, definida por:
d= demanda média por unidad de tiempo de producto final s = desviación est. para una unidad de tiempo
que la demanda está limitada y que para un nodo de la red Tr es el tiempo neto de reabastecimiento Tp es el lead time de producción
Lo stock en este nodo será:
Stock =Tp × d + 1. 64 × σ ×
Tr
Stock=S. Ciclo+ S. Seguridad Febrero
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Solución del modelo Utilizando una herramienta especifica (SIP) [6] Usando un optimizador basado en Excel (What’s Best)
Febrero
[7]
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Evolución días de stock seguridad 15.60 Comp. A 15.60
1.64
2.33
0.00
3.29
Comp. B
Elaboración
Montaje final
Envio a Almacén Distribuidor
Envio a cliente final
18.02C. Comp
12.30
Comp C.
Comp. A 16.20
2.85
0.50
0.00
3.29
Comp. B
Elaboración
Montaje final
Envio a Almacén Distribuidor
Envio a cliente final
11.02 Comp C.
Febrero
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Conclusiones Metodología utilizada
Requisitos de cliente Caracterización de demanda Lead-times fabricación Valor añadido Costes almacenamiento
Posicionamiento y dimensión óptimas de los stocks de seguridad
Aspectos positivos: positivos Las hipótesis de partida no son tan restrictiva como en un primer momento pueden parecer Existe un gran potencial de ahorro El modelo es extensible a multiproducto Aspectos negativos: negativos Requiere una buena información cuantitativa de la cadena de suministro
Febrero
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Caso PrĂĄctico II: Advanced Planning & Scheduling Operaciones y LogĂstica
Orígenes APS= Advanced planning and Scheduling Originalmente herramientas de apoyo a la
toma de decisiones mediante análisis del tipo “What if” Se basan en la creación de un plan y la información sobre si el plan se ajusta o no a determinadas restricciones (capacidades) y posiblemente algun tipo de indicador de eficiencia Febrero
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Evolución de los sistemas La evolución reciente (no tanto en algunos
sectores) es la incorporación de elementos de optimización a los paquetes de APS para lograr objetivos del tipo: Reducción de costes de la cadena Mejora de los margenes de productos Reducción de inventarios Mejora capacidad Aumento del ROA
Febrero
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Métodos de Optimización Existen desde la WWII Aplicados sobre todo en empresas de procesos Muy extendido en sector químico y petrolero para las operaciones de blending Trimming en la industria del metal o del papel Optimización de flotas Solo recientemente ha surgido el interes en incorporarlo a los paquetes de planificación El aumento dramático de la capacidad de calculo barata es el factor dinamizante Febrero
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Crecimiento del mercado Numerosas empresas medianas en las que
tradicionalmente la planificación se realizaba manualmente, con reglas heurísticas e incluso apoyándose en un MRP donde cambios como: Aumento exponencial número de referencia Aumento exigencia en tiempos de servicio Ciclos de planificación más cortos Personalización masiva de los productos Aumento del outsourcing Uso de 3PL VMI Fusiones, compras, consolidaciones....
hacen que el número de “elementos” a planificar sean muy altos Febrero
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¿Que buscan las compañías? Herramientas y soluciones para lograr: Determinar un plan viable que cumpla todos los requisitos de la demanda y las restricciones de la oferta Optimizar el plan en relación a los objetivos de la empresa como puedan ser bajos costes y alta rentabilidad
Esta búsqueda esta llevando a las empresa a huir de soluciones MRP que generan normalmente planes poco realistas y no optimizados
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Evolución fabricantes de “sistemas” Especialistas: Manugistics ha incluido herramientas de optimización I2 ha comprado CSC para ampliar sus capacidades de planificación SynQuest, empresa de soluciones de planificación ha comprado Bender especialista en optimización Ilog un proveedor de soluciones SCM ha comprado CPLEX especialista en optimización
ERP Peoplesoft ha incorporado el APS de Red Pepper SAP está desarrollando un “Supply Chain Optimización, Planning and Execution” (SCOPE) JD Edwards va a incorporar tecnología de ILOG en su sistema
Febrero
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suministro
Costes cadena
Frontera eficiencia
Frontera eficiencia
B1
B A
Febrero
C
B2 Servicio a clientes medido en tiempo mĂĄximo de entrega (dĂas)
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Modelos y Solvers El proceso de optimización de SC necesita de
buenos modelos El nivel de detalle debe se apropiado para cada nivel de planificación Para los niveles superiores tácticos y el estratégico no es necesario detallar demasiado
Los solvers son críticos para generar las soluciones optimizadas u optimas Hay cuatro tipos de solvers
Programación matemática (lineales y mixed integer) Heurísticos (tipo TOC) Algoritmos genéticos Enumeración exhaustiva
Febrero
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Planificación Sincronizada Concurrente Existe una evolución de lo que se
denomina planificación sincronizada secuencial Procurement Planning
Manufacturing Planning
Distribution Planning
Demand Planning
hacia la planificación sincronizada concurrente Supply Chain Optimization Procurement Planning
Febrero
Manufacturing Planning
Distribution Planning
Demand Planning
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Sincronización de niveles de planificación Planificación no sincronizada
Planificación sincronizada
Plan de alto nivel (Estratégico)
Datos agregado
Plan de alto nivel (Estratégico)
Datos agregados
Plan nivel medio (Táctico)
Datos semiagregados
Plan nivel medio (Táctico)
Datos semiagregados
Plan de bajo nivel (Operacional)
Datos detallados
Plan de bajo nivel (Operacional)
Datos detallados
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La meta El objetivo final es la planificación en
tiempo real La reducción de los ciclos de planificación conllevará necesariamente La reducción de los inventarios en la SC Operaciones con más respuesta y mejor servicio al cliente
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Cuestiones de arquitectura de las aplicaciones
Balance entre flexibilidad de modelización
y elementos predefinidos El usuario debe mantener un cierto control de las soluciones optimizadas Uso de optimizadores de 3as empresas Funcionalidad para múltiples criterios Aplicaciones especificas para algunos problemas o sectores
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Ejemplo[8] 1. Previsi贸n de la demanda Alertas
Previsiones
Media Dinamica
Febrero
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2. Planificación Capacidad Operacional
Táctico - Medio Plazo
Estratégico - Largo Plazo
Carga 500 400 300 Sobre Capacidad
200 100
1
Febrero
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Tiempo
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2. Planificación Capacidad Nivelar Capacidad Táctico - Medio Plazo
Operacional
Estratégico - Largo Plazo
Carga 500 400 Plan Restringido
300 200 100
1
Febrero
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Tiempo
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3. Secuenciación y Planif. Materiales Características
Optimización secuenciación plantas:
Lineas de producción
Tiempos de cambio
Optimización del tamaño de lote
Múltiples fases de procesos
Cuellos de botella móviles
Simulaciones
Generación de necesidades de Materias Primas
Febrero
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Febrero
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Febrero
Conclusiones La complejidad de la toma de decisiones en la planificación
de las operaciones de la SC es cada vez más compleja, haciendo la planificación manual inoperativa o ineficiente La capacidad de modelización y la disponibilidad de información es crítica en la implementación de soluciones La optimización es normalmente más beneficiosa en industrias complejas donde hay gran cantidad de decisiones a tomar Gran cantidad de restricciones y alto número de productos, fábricas, proveedores o centros de distribución
La optimización estratégica y táctica es normalmente “más
importante” que la operacional pues hay muchas variables y restricciones y las posibilidades de equivocarse son mayores La optimización es más útil en industrias maduras, donde la demanda y los procesos de fabricación son más predecibles
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Referencias [1] Christopher, M. “Logistics and Supply Chain mangement” [2] Bovet, D. & Martha, J. “Value Nets” [3]Stephen C.Grave and Sean.P Willems, “Optimizing Strategic Safety
Stock Placement in Supply Chains”, Sloan School of Management [4] Jeremy F. Saphiro, “Supply Chain Management, Integrated Planning and Models”, To be published [5] Edward A. Silver, “Decision Systems for Inventory Management and Production Planning”, John Wiley & Sons, 1985 [6] SIP Model: www.supplychange.com [7] What’s Best: www.lindo.com [8] Manugistics: www.manugistics.com [9] Stadtler, H. & Kilger, C. “Supply Chain Management and Advanced Planning”, Springer
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