Gestión de inventarios en obra

Figura 1. Necesidad de gestión de inventarios en una obra. https://www.interempresas.net/Robotica/Articulos/255497-Procesos-de-digitalizacion-en-las-obras-de-construccion.html

Los inventarios son provisiones de artículos en espera de su utilización posterior, cuya utilidad depende de la cantidad, momento y lugar de su necesidad. En el entorno de la maquinaria, los constituyen desde las propias máquinas a las piezas de recambio u otros elementos necesarios para su funcionamiento. En general, los inventarios, existencias o stocks, evitan la escasez cuando la demanda futura del artículo sea incierta, para aprovechar la economía de escala que supone la solicitud de grandes cantidades a costos menores y para mantener el flujo de trabajo en los procesos productivos. No obstante, los artículos ociosos de inventario inmovilizan fondos y precisan de recursos para su almacenaje y mantenimiento, siendo en algún caso perecederos. Ello obliga al compromiso entre las ventajas aportadas por los grandes inventarios y los costes que suponen mantenerlos. La gestión de inventarios será la técnica que ayuda a los gerentes a determinar cuándo deben reabastecerse las existencias actuales y en qué cantidad. La gestión de las máquinas y repuestos, dichas funciones se realizan en los parques de maquinaria.

Componentes del coste de un sistema de inventarios

Una política de inventarios busca el mínimo coste esperado para un período determinado, por tanto, se deben estimar los diversos componentes que lo integran:

  1. El coste del pedido o de organización, se asocia con el reabastecimiento de un inventario, siendo independiente del número de unidades pedidas. Incluye los tiempos de oficina y administrativos, cargos por fax, teléfonos, y otros como los gastos generales de la empresa.
  2. Cada unidad pedida incurre en un coste de compra, que es un coste directo por unidad. Esta cifra puede depender del número de unidades pedidas, debido a los descuentos por cantidad.
  3. El coste de conservación por período de tiempo para cada artículo del inventario incluye los gastos de almacenamiento (almacén, seguro, mermas de existencias, personal, etc.), y los costes de oportunidad del dinero comprometido en las existencias.
  4. El coste de déficit o desabastecimiento es el asociado con la insatisfacción de la demanda. Pueden ser explícitos si existen penalizaciones al proveedor cada vez que exista una ruptura o cuando la venta de un producto se pierde, e implícitos, asociados a la insatisfacción del cliente y pérdidas de futuras ventas y de credibilidad. Cuando los artículos no se surten, además de estos costes fijos, los costes de déficit pueden incluir costes explícitos e implícitos por cada unidad de tiempo que un artículo sigue sin ser suministrado.

Modelos de demanda y gestión de existencias

Se entiende por control de existencias, el abastecimiento de la cantidad y calidad necesarias de elementos dados, en el momento y en el lugar en que se necesita, con la menor inversión posible. La gestión de existencias trata de minimizar los costes, buscando el compromiso entre el ahorro producido por un stock determinado y los gastos producidos al almacenarlo.

La mera posesión de las máquinas supone gastos fijos elevados, así pues, no resulta económico tener los equipos parados. A ello se suman los costes del propio almacén. Todo ello indica que los inventarios deben ser los estrictamente necesarios. La empresa constructora se encuentra presionada por fuerzas de sentido opuesto a la hora de determinar el volumen de existencias conveniente. Se trata de un problema de equilibrio, para cuya resolución se han formulado distintos modelos.

Los modelos de gestión de inventarios permiten dimensionar el almacén minimizando los costes de posesión y renovación de existencias para evitar las rupturas del inventario. En los parques de maquinaria, el volumen de reserva deberá minimizar los costes que por depreciación, mantenimiento y almacenaje de las máquinas, se sumen a los que se incurren si se paralizan o retrasan las obras por falta de suministro. Se recomiendan unos stocks reducidos para disminuir los recursos financieros destinados a los inventarios y sus gastos correspondientes.

La gestión de un almacén con artículos diferentes debe considerar la relación entre la demanda de cualquiera de ellos. La demanda de un artículo es independiente si no afecta a la demanda de los demás, en caso contrario es dependiente. La demanda determinística de un artículo es la que se conoce con certeza, mientras la probabilística está sujeta a la incertidumbre y variabilidad.

Si en un sistema de coordenadas representamos la cantidad de existencias y el tiempo, se obtiene la clásica curva en forma de “dientes de sierra” que representa la evolución temporal de las existencias. En la Figura 2 se representa una evolución de una demanda determinista y constante, fenómeno poco frecuente en la realidad, con un volumen de pedido S durante el periodo de reaprovisionamiento T.

Figura 2. Evolución temporal del stock

Con este modelo determinista y constante, es necesario conocer el punto de pedido Sm, es decir, el número de unidades suficientes para hacer frente a la demanda durante el plazo de entrega l. Cuando el ritmo de salidas del parque y el de entradas son conocidos, no deben producirse rupturas. Sin embargo, como dichas variables son aleatorias, es necesario recurrir al stock de seguridad Se, también llamado stock de protección, de reserva o de acopio. Éste se define como el volumen de existencias que tenemos en almacén por encima de lo que se necesita habitualmente, para afrontar las fluctuaciones en exceso de la demanda, a los retrasos imprevistos en la recepción de los pedidos, o a ambos.

Cuando la demanda es variable existen diversos sistemas de gestión de inventarios o políticas de pedidos:

  • Sistema de la cantidad fija de pedido: El reaprovisionamiento se realiza cuando el inventario llega a un cierto nivel previamente especificado. El tiempo entre pedidos suele ser desigual. Esta política también se denomina revisión continua, pues requiere revisar el inventario frecuentemente para determinar cuándo se alcanza el punto de pedido. En la mayoría de los casos, se deja cierto margen o stock de seguridad.
  • Sistema de restablecimiento del nivel máximo de stock: Cada intervalo fijo de tiempo se reabastece el almacén al nivel máximo previsto de existencias. La cantidad pedida cada vez varía. Esta política también se denomina revisión periódica pues requiere inspeccionar el nivel de inventario cada cierto tiempo. Presenta el inconveniente de inducir mayores niveles de almacenamientos, que puede paliarse en buena parte incrementando la frecuencia de los pedidos y consecuentemente de los aprovisionamientos.
  • Sistema de los dos almacenes o restablecimiento condicional: La diferencia con el anterior consiste en que si al final del período establecido (final de mes, por ejemplo), no se ha bajado de determinado nivel de existencias, no se realiza el pedido. El proceso se repite en los períodos sucesivos, restableciendo o no el stock inicial en función del agotamiento hasta cierto nivel de las existencias iniciales o “primer almacén”.

Cuando la demanda es de un solo producto, podemos aplicar el modelo de Wilson o de la cantidad económica del pedido. Es un modelo matemático usado como base para la gestión de existencias en el que la demanda y el plazo de entrega son determinísticos, no permitiéndose los déficits y abasteciéndose el almacén por lotes. Así se obtiene una cantidad en inventario que hace mínima la suma de los gastos en pedidos (correo, teléfono, recepción de los materiales, inspección y trámites administrativos) y los gastos de mantenimiento de las existencias (almacenamiento, financiero y manejo de materiales). En este caso se demuestra que:

donde:

Q = Cantidad económica a pedir en el periodo considerado.

C = Consumo en el periodo considerado.

S = Coste de pedido por pedido.

I = Coste de mantenimiento por unidad de artículo y unidad de tiempo.

En el siguiente vídeo tenéis un ejercicio resuelto del modelo de Wilson:

Existen otras técnicas interesantes para realizar una gestión de existencias eficaz, y que consideran en mayor o menor medida la complejidad de una planta de producción: la planificación de necesidades de materiales (Materials requirement planning MRP), la planificación de recursos de fabricación y los sistemas de inventarios “justo a tiempo” (Just in time JIT).

  • Planificación de necesidades de materiales: Apropiada cuando las demandas de los artículos individuales dependen de la demanda del producto final en el que se usan como componentes. Proporciona no solo las cantidades de los lotes y los puntos de pedido, sino también un calendario de cuándo se necesita cada artículo y en qué cantidades, durante un proceso de producción, basándose en los costes de organización y de conservación involucrados.
  • Planificación de recursos de fabricación: Es un desarrollo del sistema anterior en el cual no solo se controlan los inventarios, sino que se coordinan todos los recursos y actividades de los distintos departamentos. Se coordina fabricación, ventas, compras, finanzas e ingeniería. En construcciones civiles, integrarían todos los departamentos de una obra concreta, en coordinación con sus proveedores.
  • Sistemas “justo a tiempo”: Ideados con el objeto de reducir a cero los stocks de una empresa, de forma que los suministradores aportan sus productos en el momento que se precisan. Ello supone minimizar los costes relativos a los stocks, para lo cual se precisa que los flujos de producción sean estables, que se simplifiquen los trabajos al máximo, que estén ubicados con corrección en los lugares de producción, y que exista una verdadera coordinación entre todos los integrantes de los procesos productivos.

Referencias:

YEPES, V. (1997). Equipos de movimiento de tierras y compactación. Problemas resueltos. Colección Libro Docente nº 97.439. Ed. Universitat Politècnica de València. 256 pág. Depósito Legal: V-4598-1997. ISBN: 84-7721-551-0.

YEPES, V. (2015). Coste, producción y mantenimiento de maquinaria para construcción. Editorial Universitat Politècnica de València, 156 pp. ISBN: 978-84-9048-301-5. Ref. 402.

 

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Inspección de puentes: evaluación de daños y su evolución

Inspección especial del Viaducto sobre el río Voltoya
Inspección especial del Viaducto sobre el río Voltoya

Cualquiera que sea el sistema de gestión de un puente, todos ellos requieren de inspecciones que permitan evaluar, a distintos niveles de alcance, los posibles daños existentes y su evolución. En España, la “Guía para la realización de inspecciones principales de obras de paso en la Red de Carreteras del Estado“, de la Dirección General de Carreteras (2012), distingue tres niveles de inspección: básica, principal y especial. En este documento se entiende por “inspección” al conjunto de actuaciones técnicas realizadas conforme a un plan previo, que facilitan los datos necesarios para conocer en un instante dado el estado de conservación de un puente. La consecuencia de estas inspecciones es la determinación de las operaciones de mantenimiento o conservación cuando sean convenientes, o bien se asigna una marca de condición o estado de la estructura, o bien se adoptan medidas de rehabilitación un otras acciones extraordinarias.

Inspección básica o rutinaria:

Se trata del primer escalón dentro de las inspecciones, realizado por el personal encargado de la conservación rutinaria de la carretera (no necesariamente especializado en el ámbito estructural, pero convenientemente instruido mediante nociones básicas al respecto) en la que se encuentra ubicada la estructura, siendo de carácter visual, intentando detectar problemas de importancia urgentes de manera precoz, sin tener que esperar a niveles superiores de inspección, que podrían acarrear un empeoramiento del problema con el transcurso de tiempo. Este nivel de inspección permite detectar deterioros tempranos y así evitar que estos evolucionen a graves, así como también sirve para localizar daños que necesiten una reparación urgente. Se materializan mediante fichas básicas, adjuntas a las de conservación integral de la red gestionada.

Inspección principal:

Se trata de una inspección visual minuciosa, no necesitando a priori la utilización de medios extraordinarios. Se realizan en campañas sistemáticas que depende de los medios humanos y técnicos disponibles. Se lleva a cabo por personal especialista dirigidos por un ingeniero con fuertes conocimientos estructurales, en patologías y áreas geológico-geotécnicas. Se recomienda una primera inspección principal, denominada “Inspección cero” que se realice antes de la puesta en servicio del puente y que sirva de referencia para determinar la evolución de los deterioros. La guía española nombrada anteriormente va un paso más allá y define el término de Inspección Detallada como un caso particular de la Inspección Principal, dentro del cual se engloba un conjunto de estructuras que por sus características requieren unos medios auxiliares para la realización de la inspección extraordinarios como plataformas, pasarelas de inspección, camiones grúa con canastilla, embarcaciones auxiliares, etc. El resultado se refleja en una ficha, que además de informar del estado de la estructura en la inspección, proporciona una valoración de su estado con respecto al resto de los puentes de la red gestionados. La periodicidad de las inspecciones principales dependen de los medios disponibles, aunque se pueden adelantar como consecuencia de informes básicos que alerten de deterioros que comprometan la seguridad.

Inspección especial:

Las inspecciones especiales no son sistemáticas, sino que son consecuencia de los deterioros importantes detectados en una Inspección Principal o por alguna situación especial como un impacto de un vehículo o una riada. Suelen ser el paso previo a labores de rehabilitación, reparación o refuerzo de la estructura. Requieren de un equipo técnico multidisciplinar, cualificado y altamente especializado en materias estructurales, geotécnicas y de análisis del deterioro de materiales. Aquí ya no se trata de realizar una inspección visual, sino que se requieren datos cuantitativos completos para la evaluación del puente. Son habituales las pruebas y ensayos destructivos o semidestructivos, mediante la realización de catas, testigos y otros pruebas relacionadas con la durabilidad. Con los resultados obtenidos se redacta un informe de caracterización y evaluación de daños o un proyecto de reparación. La dirección de los trabajos requiere de un ingeniero jefe con amplia experiencia que planifique los trabajos de campo, y que disponga de conocimientos estructurales y de gestión suficientes para aunar los esfuerzos del equipo de personas lideradas. Este tipo de inspección puede ser de naturaleza tan variada que resulta difícil definirlo y detallarlo dentro de un sistema de gestión. No obstante, los resultados de las operaciones de reparación se introducen en el sistema, formando parte del inventario y la biblioteca de daños y costes de reparación.

A continuación os dejo algunos vídeos relacionados con este tema. Espero que os sean de interés.

¿Cuántas piezas de repuesto debo tener en mi almacén de obra?

La gestión de inventarios o de stocks no es algo nuevo. Sin embargo, a veces no sabemos muy bien cuántas piezas de repuesto deberíamos tener en nuestro almacén de obra. Pues bien, en esta entrada dejo una forma sencilla de calcularlo basada en la probabilidad prevista de fallos para un periodo de tiempo determinado. Espero que os sea útil.

Para un buen funcionamiento de una máquina es necesario mantener un stock de piezas de recambio y un utillaje adecuado. Si bien mantener estas existencias significa una fuerte suma de capital inactivo, también es cierto que la falta de recambios puede suponer pérdidas importantes en la producción.

La previsión de los repuestos necesarios de un elemento de una máquina para un periodo de tiempo determinado depende de su tasa de fallos. Cuando los fallos aparecen de forma independiente, la distribución de Poisson proporciona la probabilidad de que un suceso con una tasa de fallos constante l ocurra r veces en un intervalo de tiempo t:

 

Se comprueba que para r = 1 la distribución de Poisson describe el modelo exponencial de fallo descrito anteriormente.

Para el cálculo del número de repuestos, se puede acumular la probabilidad de tener r fallos o menos en un intervalo de tiempo t:

A continuación os dejo un Polimedia donde se explica con detalle la función de distribución de Poisson. Espero que os sea útil.

Os dejo un vídeo de mi canal de Youtube donde os explico un problema resuelto.

Referencias:

YEPES, V. (1997). Equipos de movimiento de tierras y compactación. Problemas resueltos. Colección Libro Docente nº 97.439. Ed. Universitat Politècnica de València. 253 pág. Depósito Legal: V-4598-1997. ISBN: 84-7721-551-0.

YEPES, V. (2015). Coste, producción y mantenimiento de maquinaria para construcción. Editorial Universitat Politècnica de València, 155 pp. ISBN: 978-84-9048-301-5. Ref. 402.

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