Portada Análisis de la producción y las operaciones

Capítulo 1 Estrategia y competencia ....1

1.1 Temas de manufactura ....3
1.2 Competencia en el mercado global ....5
1.3 Estrechamiento de la brecha en la calidad ....8
1.4 Administración de la cadena de abastecimiento ....10

Aplicación breve: Wal-Mart se impulsa con una administración sólida de la cadena de abastecimiento ....12

1.5 Competencia basada en el tiempo ....13
1.6 Reingeniería de procesos de negocios ....15
1.7 Justo a tiempo ....18

Problemas para las secciones 1 a 7 ....20

1.8 Los elementos de la estrategia de producción y operaciones ....21

Horizonte de tiempo ....22
Enfoque ....23
Evaluación ....24
Problemas para la sección 8 ....26

1.9 Planeación del aumento de capacidad: un problema estratégico a largo plazo ....25

Economías de escala y economías de alcance ....28
Fabricar o comprar: un problema prototipo de aumento de capacidad ....29
Política de aumento dinámico de capacidad ....30
Aspectos acerca de la localización de una planta ....34
Problemas para la sección 9 ....36

1.10 Curvas de aprendizaje y de experiencia ....37

Curvas de aprendizaje ....37
Curvas de experiencia ....40
Curvas de aprendizaje, de experiencia, y estrategia de manufactura ....42
Problemas para la sección 10 ....43

1.11 Acoplamiento de los ciclos de vida del producto y del proceso ....44

El ciclo de vida del producto ....44
El ciclo de vida del proceso ....46
La matriz producto-proceso ....47
Problemas para la sección 11 ....48

1.12 Resumen ....49

Problemas adicionales para el capítulo 1 ....51
Apéndice 1-A Cálculos de valor presente ....52
Bibliografía ....53

Capítulo 2 Pronósticos ....57

2.1 El horizonte de tiempo en los pronósticos ....58
2.2 Características de los pronósticos ....59
2.3 Métodos subjetivos de pronóstico ....60
2.4 Métodos objetivos de pronóstico ....61

Modelos causales ....61
Métodos de series de tiempo ....62
Problemas para las secciones 1 a 4 ....63

2.5 Convenciones de notación ....64
2.6 Evaluación de pronósticos ....64

Problemas para la sección 6 ....67

2.7 Métodos para pronosticar series estacionarias ....68

Promedios móviles ....69

Problemas sobre promedios móviles ....71

Suavizamiento exponencial ....72
Comparación del suavizamiento exponencial y promedios móviles ....77

Problemas para la sección 7 ....78

Aplicación breve: Sports Obermeyer abate costos con mejores pronósticos ....79

2.8 Métodos basados en la tendencia ....80

Análisis de regresión ....80
Problemas para la sección 8 ....82
Suavizamiento exponencial doble empleando el método de Holt ....82
Más problemas para la sección 8 ....84

2.9 Métodos para series estacionales ....84

Factores estacionales para series estacionarias ....85
Descomposición estacional usando promedios móviles ....87

Problemas para la sección 9 ....90

Método de Winters para problemas de estacionalidad ....91

Más problemas para la sección 9 ....96

2.10 Consideraciones prácticas ....96

Identificación y monitoreo del modelo ....96
Métodos simples y complejos de series de tiempo ....97

2.11 Perspectiva de temas avanzados en pronósticos ....98

Métodos de Box-Jenkins ....98
Simulación como herramienta de pronóstico ....99
Pronóstico de la demanda en presencia de ventas perdidas ....100

2.12 Enlazamiento de pronósticos y administración de inventarios ....101
2.13 Notas históricas y temas adicionales ....103
2.14 Resumen ....104

Problemas adicionales sobre pronósticos ....104

Apéndice 2-A Errores de pronóstico para medias móviles y suavizamiento exponencial ....110

Apéndice 2-B Deducción de las ecuaciones para la pendiente y la ordenada al origen en el análisis de regresión ....112

Apéndice 2-C Glosario de notación para el capítulo 2 ....114

Bibliografía ....115

Capítulo 3 Planeación agregada ....117

3.1 Unidades agregadas de producción ....118
3.2 Perspectiva del problema de planeación agregada ....120
3.3 Costos en planeación agregada ....122

Problemas para las secciones 1 a 3 ....125

3.4 Un problema prototipo ....126

Evaluación de una estrategia de persecución (plan de cero inventario) ....128
Evaluación del plan de fuerza de trabajo constante ....129
Estrategias mixtas y restricciones adicionales ....130

Problemas para la sección 4 ....132

3.5 Solución de problemas de planeación agregada con programación lineal ....134

Parámetros de costo e información de datos ....134
Variables del problema ....135
Restricciones del problema ....135
Redondeo de las variables ....137
Extensiones ....137
Otros métodos de solución ....139

3.6 Solución de problemas de planeación agregada con programación lineal: un ejemplo ....140

Problemas para las secciones 5 y 6 ....143

3.7 La regla lineal de decisión ....145
3.8 Modelado del comportamiento gerencial ....146

Problemas para las secciones 7 y 8 ....148

3.9 Desagregamiento de planes agregados ....149

Aplicación breve: Welch's recurre a la planeación agregada para programar su producción ....151
Problemas para la sección 9 ....157

3.10 Planeación de la producción a escala global ....152
3.11 Consideraciones prácticas ....153
3.12 Notas históricas ....154
3.13 Resumen ....155

Problemas adicionales sobre planeación agregada ....156
Apéndice 3-A Glosario de notación para el capítulo 3 ....162
Bibliografía ....162

Suplemento 1. Programación lineal ....165

1. Introducción ....165
2. Un problema prototipo de programación lineal ....166
3. Formulación del problema general ....168

Definición de términos de uso común ....169
Propiedades de los programas lineales ....170

4. Solución gráfica de problemas de programación lineal ....171

Graficación de desigualdades lineales ....171
Graficación de la región factible ....173
Determinación de la solución óptima ....174
Identificación de la solución óptima en forma directa con método gráfico ....176

5. El método símplex: una perspectiva ....177
6. Empleo de LINDO para resolver problemas de programación lineal ....178

Forma estándar ....180
Valores de las variables de holgura y de exceso ....181
Costos reducidos y variables básicas ....181
Precios duales ....181
Coeficientes de la función objetivo y lados derechos ....182
Adición de una nueva variable ....183
Uso del análisis de sensibilidad ....183

7. Solución de problemas de programación lineal con Excel ....185

Captura eficiente de problemas grandes ....189

8. Reconocimiento de problemas especiales ....192

Soluciones no acotadas ....192
Región factible vacía ....193
Degeneración ....194
Soluciones óptimas múltiples ....195
Restricciones redundantes ....197

9. La aplicación de la programación lineal al análisis de la producción y de las operaciones ....198

Bibliografía ....199

Capítulo 4. Control de inventarios sujeto a demanda conocida ....201

4.1 Tipos de inventarios ....202
4.2 Motivación para mantener inventarios ....203
4.3 Características de los sistemas de inventarios ....205
4.4 Costos relevantes ....206

Costos de mantener el inventario ....206
Costo de pedido ....208
Costo de penalización ....208
Problemas para las secciones 1 a 4 ....209

4.5 El modelo de cantidad económica de pedido ....212

El modelo básico ....212
Inclusión del tiempo de demora del pedido ....212
Sensibilidad ....217
Cantidad económica de pedido y JIT ....218
Problemas para la sección 5 ....219

4.6 Extensión a una tasa finita de producción ....221

Problemas para la sección 6 ....222

4.7 Modelos de descuento por cantidad ....223

Política óptima para el esquema de descuento en todas las unidades ....224
Resumen del método de solución para descuento en todas las unidades ....226
Descuentos incrementales por cantidad ....227
Resumen del método de solución para descuentos incrementales ....228
Otros esquemas de descuento ....228
Problemas para la sección 7 ....229

*4.8 Sistemas de múltiples productos varios con restricciones de recursos ....230

Problemas para la sección 8 ....234

4.9 Modelos de cantidad óptima de pedido para planeación de la producción ....235

Problemas para la sección 9 ....239

4.10 Programas informáticos para control de inventarios ....240
4.11 Notas históricas y temas adicionales ....242

Aplicación breve: Reconocimiento a Mervyn's por su sistema de control de inventarios ....243

4.12 Resumen ....242

Problemas adicionales sobre modelos deterministas de inventario ....244

Apéndice 4-A. Deducción matemática para sistemas de cantidad económica de pedido con restricciones para varios productos ....249

Apéndice 4-B. Glosario de notación para el capítulo 4 ....251

Bibliografía ....252

Capítulo 5. Control de inventarios sujeto a demanda incierta ....265

Perspectiva de los modelos que se describen en este capítulo ....255

5.1 Naturaleza de la aleatoriedad ....255
5.2 Criterio de optimización ....258

Problemas para las secciones 1 y 2 ....259

5.3 El modelo del repartidor de periódicos ....260

Notación ....260
Deducción de la función de costo ....261
Determinación de la política óptima ....262
Política óptima para una demanda discreta ....264
Extensión para incluir el inventario inicial ....265
Extensión a varios periodos de planeación ....265
Problemas para la sección 3 ....267

5.4 Sistemas tamaño del lote-punto de reorden ....269

Descripción de la demanda ....270
Variables de decisión ....270
Deducción de la función del costo esperado ....270
La función de costo ....272

5.5 Niveles de servicio en sistemas (Q, R) ....275

Servicio tipo 1 ....276
Servicio tipo 2 ....276
Políticas (Q, R) óptimas sujetas a restricción tipo 2 ....277
Costo implícito de faltantes ....279
Escalamiento de la demanda durante el tiempo de demora ....279
Estimación de sigma cuando el control de inventario y los pronósticos están relacionados ....280
*Variabilidad del tiempo de demora ....281

Problemas para las secciones 4 y 5 ....282

5.6 Comentarios adicionales de los sistemas de revisión periódica ....284

Políticas (s, S) ....284
*Niveles de servicio en sistemas de revisión periódica ....285

Problemas para la sección 6 ....286

5.7 Sistemas con varios productos ....286

Análisis ABC ....286
Curvas de intercambio ....288

Problemas para la sección 7 ....292

*5.8 Perspectiva de temas avanzados ....293

Sistemas multiniveles ....293
Problemas con inventarios perecederos ....294

5.9 Intercambio electrónico de datos ....295

Aplicación breve: los sistemas de inventario de Triad satisfacen las necesidades del mercado ....296

5.10 Notas históricas y lecturas adicionales ....297
5.11 Resumen ....298

Problemas adicionales sobre modelos estocásticos de inventario ....299

Apéndice 5-A Convenciones de notación y repaso de probabilidad ....305

Apéndice 5-B Resultados adicionales y extensiones para el modelo del repartidor de periódicos ....306

Apéndice 5-C Deducción de la política (Q, R) óptima ....309

Apéndice 5-D Distribuciones de probabilidad para administración de inventarios ....310

Apéndice 5-E Glosario de notación para el capítulo 5 ....314

Bibliografía ....315

Capítulo 6. Sistemas de empuje y tracción para control de producción: MRP y JIT ....319

Fundamentos de la planeación de requerimientos de materiales (MRP) ....321
Fundamentos de JIT ....322

6.1 El cálculo de explosión ....324

Problemas para la sección 1 ....328

6.2 Esquemas alternativos de dimensionamiento de lotes ....331

Dimensionamiento de lote con cantidad óptima de pedido ....331
La heurística de Silver-Meal ....333
Costo unitario mínimo ....334
Balanceo de periodo y parte ....335
Problemas para la sección 2 ....336

6.3 Incorporación de algoritmos de dimensionamiento de lote al cálculo de explosión ....338

Problemas para la sección 3 ....340

6.4 Dimensionamiento de lotes con restricciones de capacidad ....340

Problemas para la sección 4 ....345

6.5 Limitaciones de la MRP ....346

Incertidumbre ....346
Planeación de capacidad ....347
Horizontes progresivos y nerviosismo del sistema ....349
Consideraciones adicionales ....351

Problemas para la sección 5 ....353

Aplicación breve: Raymond Corporation llega a la manufactura de calidad mundial con MRP II ....354

6.6 Fundamentos de JIT ....353

La mecánica del kanban ....355
Intercambio de troqueles en un minuto ....356
Ventajas y desventajas de la filosofía justo a tiempo ....357
Implantación de llT en Estados Unidos ....361

Problemas para la sección 6 ....362

6.7 Comparación entre MRP y JIT ....363
6.8 Programas MRP: gran negocio ....365
6.9 Notas históricas ....367
6.10 Resumen ....368

Problemas adicionales para el capítulo 6 ....370

Apéndice 6-A Dimensionamiento óptimo de lote para demanda variable en el tiempo ....374

Apéndice 6-B Glosario de la notación para el capítulo 6 ....379

Bibliografía ....379

Capítulo 7. Programación de operaciones ....383

7.1 Programación de la producción y la jerarquía de las decisiones de producción ....384
7.2 Características importantes de los problemas de programación de talleres ....386

Objetivos de la administración del taller ....387

7.3 Terminología de la programación tipo taller ....388
7.4 Comparación de reglas específicas de secuenciación ....389

Primero en llegar, primero en servir ....390
Tiempo mínimo de procesamiento ....391
Fecha mínima de entrega ....391
Programación de relación crítica ....392

7.5 Objetivos de la administración del taller: un ejemplo ....394

Problemas para las secciones 1 a 5 ....395

7.6 Introducción a la teoría de secuenciación para una sola máquina ....396

Programación con tiempo mínimo de procesamiento ....397
Programación de fecha mínima de entrega ....398
Minimización de la cantidad de trabajos tardíos ....398
Restricciones de precedencia: el algoritmo de Lawler ....399

Problemas para la sección 6 ....402

7.7 Algoritmos de secuenciación para varias máquinas ....403

Programación de n trabajos en dos máquinas ....405
Extensión a tres máquinas ....406
El problema de taller de flujo con dos trabajos ....408
Problemas para la sección 7 ....411

7.8 Programación estocástica: análisis estático ....413

Una sola máquina ....413
Varias máquinas ....414
El caso del taller de flujo con dos máquinas ....416
Problemas para la sección 8 ....417

7.9 Programación estocástica: análisis dinámico ....418

Disciplinas de selección independientes de los tiempos de procesamiento del trabajo ....420
Disciplinas de selección que dependen de los tiempos de procesamiento del trabajo ....422
La regla cµ ....424
Problemas para la sección 9 ....424

7.10 Programación de vehículos ....425

Asuntos prácticos en programación de vehículos ....429

Problemas para la sección 10 ....431

7.11 Balanceo de línea de ensamble ....432

Problemas para la sección 11 ....437

Aplicación breve: las divisiones de manufactura logran ahorros con software de programación ....438

7.12 Simulación: valiosa herramienta de programación ....439
7.13 Software para programación de producción post-MRP ....440
7.14 Notas históricas ....441
7.15 Resumen ....442

Problemas adicionales de programación ....444
Bibliografía ....450

Suplemento 2. Teoría de colas ....453

1. Introducción ....453
2. Aspectos estructurales de modelos de colas ....454
3. Notación ....455
4. Fórmula de Little ....456
5. Las distribuciones exponencial y de Poisson en las colas ....456
6. Análisis de nacimiento y muerte para la cola M/M/1 ....458
7. Cálculo de las medidas esperadas del sistema para la cola M/M/1 ....478
8. La distribución de los tiempos de espera ....462
9. Solución del caso general ....465
10. Servidores múltiples en paralelo: la cola M/M/c ....467
11. La Cola M/M/1 con capacidad finita ....471
12. Resultados para distribuciones de servicio ....478
13. La cola M/G/8 ....476
14. Optimización de los sistemas de cola ....477

Problemas característicos de diseño de sistema de servicio ....478
Marco de modelado ....478

15. Simulación de sistemas de colas ....480

Bibliografía ....482

Capítulo 8. Programación de proyectos ....483

8.1 Representación de un proyecto en forma de red ....485
8.2 Análisis de la ruta crítica ....487

Determinación de la ruta critica ....490

Problemas para las secciones l y 2 ....494

8.3 Métodos de costeo en el tiempo ....496

Problemas para la sección 3 ....500

8.4 Solución de problemas de ruta crítica con programación lineal ....501

Formulación del problema costo-tiempo con programación lineal ....504

Problemas para la sección 4 ....507

8.5 PERT: técnica de evaluación y revisión de proyecto ....507

Independencia de rutas ....513

Problemas para la sección 5 ....516

8.6 Consideraciones de recursos ....517

Restricciones de recursos para programación de un solo proyecto ....517
Restricciones de recursos para programación de varios proyectos ....520
Perfiles de carga de recursos ....520

Problemas para la sección 6 ....522

8.7 Aspectos organizacionales de la administración de proyectos ....524
8.8 Notas históricas ....526
8.9 Programas de administración de proyectos para PC ....526

Aplicación breve: la administración de proyectos ayuda a que United cumpla con el programa ....528
Aplicación breve: Thomas Brothers planea su personal con programas de administración de proyectos ....528
ApIicación breve: Florida Power and Light toma en serio la administración de proyectos ....528

8.10 Resumen ....530

Problemas adicionales de programación de proyectos ....531
Apéndice 8-A Glosario de notación para el capítulo 8 ....535
Bibliografía ....536

Capítulo 9. Distribución y localización de instalaciones ....537

9.1 El problema de la distribución de las instalaciones ....538
9.2 Patrones de flujo ....540

Diagrama de relación de actividades ....540
Diagrama de-hacia ....541

9.3 Tipos de distribuciones ....544

Distribuciones con posiciones fijas ....544
Distribuciones por producto ....544
Distribuciones por proceso ....545
Distribuciones basadas en tecnología de grupos ....546
Problemas para las secciones 1 a 3 ....548

9.4 Un problema prototipo de distribución y el modelo de asignación ....549

El algoritmo de asignación ....550

Problemas para la sección 4 ....553

*9.5 Formulaciones matemáticas más avanzadas de programación ....554

Problema para la sección 5 ....555

9.6 Técnicas computarizadas de distribución ....556

CRAFT ....556
COFAD ....561
ALDEP ....562
CORELAP ....562
PLANET ....564
Métodos computarizados comparados con planeación humana ....564
Distribuciones dinámicas de planta ....565
Otros métodos computarizados ....565
Problemas para la sección 6 ....566

9.7 Tecnología y flexibilidad ....569

Aplicación breve: Kraft Foods aplica la optimización y la simulación para determinar la mejor distribución ....570

9.8 Localización de nuevas instalaciones ....571

Medidas de distancia ....572

Problemas para la sección 8 ....573

9.9 El problema de localización de una instalación con distancia rectilínea ....573

Curvas de nivel ....577
Problemas minimax ....578

Problemas para la sección 9 ....580

9.10 Problemas de distancia euclideana ....581

El problema de gravedad ....581
El problema de la distancia en línea recta ....583

Problemas para la sección 10 ....584

9.11 Otros métodos de localización ....585

Localización de varias instalaciones ....586
Otras extensiones ....587

Problemas para la sección 11 ....590

9.12 Notas históricas ....591
9.13 Resumen ....591

Problemas adicionales sobre distribución y localización ....593
Problemas de hoja de cálculo para el capítulo 9 ....598
Apéndice 9-A Determinación de centroides ....599
Apéndice 9-B Determinación de curvas de nivel ....602
Bibliografía ....604

Capítulo 10. Aseguramiento de la calidad ....607

Perspectiva de este capítulo ....610

10.1 Base estadística de las gráficas de control ....610

Problemas para la sección 1 ....613

10.2 Gráficas de control para variables: las gráficas X y R ....614

Gráficas X ....618
Relación con la estadística clásica ....619
Gráficas R ....620
Problemas para la sección 2 ....621

10.3 Gráficas de control para atributos: la gráfica p ....623

Gráficas p para tamaño variable de subgrupo ....626

Problemas para la sección 3 ....628

10.4 La gráfica c ....629

Problemas para la sección 4 ....631

10.5 Métodos estadísticos clásicos y gráficas de control ....632

Problemas para la sección 5 ....633

*10.6 Diseño económico de gráficas X ....634

Problemas para la sección 6 ....641

10.7 Perspectiva del muestreo de aceptación ....642
10.8 Notación ....644
10.9 Muestreo único para atributos ....645

Deducción de la curva característica de operación ....646
Problemas para la sección 9 ....649

*10.10 Planes de muestreo doble para atributos ....650

Problemas para la sección 10 ....652

10.11 Planes de muestreo secuencial ....653

Problemas para la sección 11 ....656

10.12 Calidad promedio de salida ....657

Problemas para la sección 12 ....659
Aplicación breve: Motorola a la cabeza con sus programas de calidad seis sigma ....660

10.13 Administración de la calidad total ....661

Definiciones ....661
Escuchando al consumidor ....662
Competencia basada en la calidad ....664
Organización para la calidad ....664
"Benchmarking" para la calidad ....666
El Premio Deming y el Premio Baldrige ....667
ISO 9000 ....669
Calidad: la línea inferior ....670

10.14 Diseño de la calidad en el producto ....671
10.15 Notas históricas ....673
10.16 Resumen ....674

Problemas adicionales sobre calidad y su aseguramiento ....676
Apéndice 10-A Aproximación de distribuciones ....681
Apéndice 10-B Glosario de notación para el capítulo 10, calidad y su aseguramiento ....682
Bibliografía ....684

Capítulo 11. Confiabilidad y facilidad de mantenimiento ....687

Perspectiva de este capítulo ....689

11.1 Confiabilidad de un solo componente ....690

Introducción a los conceptos de confiabilidad ....690
Notación y definiciones preliminares ....691
La ley exponencial de fallas ....694

Problemas para la sección 1 ....698

11.2 Tasas de fallas crecientes y decrecientes ....699

Problemas para la sección 2 ....701

11.3 El proceso de Poisson en el modelado de la confiabilidad ....702

Sistemas en serie sujetos a fallas puramente aleatorias ....706

Problemas para la sección 3 ....707

11.4 Fallas de equipo complejo ....708

Componentes en serie ....708
Componentes en paralelo ....709
Cálculos de valor esperado ....709
Sistemas K de N ....711

Problemas para la sección 4 ....712

11.5 Introducción a los modelos de mantenimiento ....713
11.6 Estrategias deterministas de reemplazo por edad ....715

La política óptima en el caso básico ....715
Modelo general de reemplazo por edad ....717

Problemas para la sección 6 ....721

11.7 Reemplazo planeado bajo incertidumbre ....721

Reemplazo planeado para un solo artículo ....722
Reemplazo en bloque para un grupo de artículos ....725
Problemas para la sección 7 ....728

11.8 Análisis de políticas de garantía ....730

La garantía de reposición sin costo ....731
La garantía de prorrata ....732
Extensiones y críticas ....734

Problemas para la sección 8 ....735

11.9 Confiabilidad de software ....736

Aplicación breve: el mantenimiento centrado en la confiabilidad mejora las operaciones en la planta nuclear de Three Mile Island ....737

11.10 Notas históricas ....738
11.11 Resumen ....739

Problemas adicionales sobre confiabilidad y facilidad de mantenimiento ....740

Apéndice 11-A Glosario de notación sobre confiabilidad y facilidad de mantenimiento ....743

Bibliografía ....744

Capítulo 12. Avances recientes en planeación y control de operaciones ....747

Perspectiva de este capítulo ....748

12.1 Nuevos desarrollos en la administración de la cadena de abastecimiento ....748

Aplazamiento en las cadenas de abastecimiento ....749
El efecto de látigo ....751
Intercambio electrónico de datos ....754

Problemas para la sección 1 ....755

12.2 Flexibilidad en los sistemas de manufactura ....755

Individualización masiva ....757
Sistemas flexibles de manufactura ....758

Problemas para la sección 2 ....768

12.3 Integración del diseño con la manufactura ....769

Problemas para la sección 3 ....772

12.4 Programación con cuello de botella ....772
12.5 Inteligencia artificial y sistemas expertos ....774

Sistemas expertos ....776
Aplicaciones de los sistemas expertos a la programación y a otros problemas de manufactura ....777

Problemas para las secciones 4 y 5 ....779

12.6 Resumen ....779

Bibliografía ....781

Apéndice: Tablas ....784

Índice ....804

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