Planificación y Gestión de la
Producción
Profesor: Gabriel Gutiérrez Jarpa [email protected]
2. Métodos de Proyección
Magíster en Ingeniería Industrial
Gestión de Activos y Confiabilidad Operacional
12
b.Variaciones Cíclicas:
Eslafluctuaciónenformadeondaalrededordelatendencia,
afectaoloregularporlascondicioneseconómicasgenerales.
Lospatronesciclostiendenarepetirseenlosdados
aproximadamentecadados,tresomásaños.
Escomúnfluctuacionescíclicasesténinfluidasporcambiosde
expansiónycontraccióneconómica,alosquecomúnmentese
hacereferenciacomoelciclodelonegocios.
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
Tiempo, t (meses, días, horas)
Demanda (d, unidades)
Requerimiento (r, unidades)
13
c.ComponenteEstacional:
•Serefiereaunpatróndecambioqueserepiteasímismo
añotrasaño.
•Enelcasodelasseriesmensuales,elcomponente
estacionamidelavariabilidaddelasseriesdecadaenero,
febrero.
•Sepuedereflejarencondicionesdeclima,díasfestivoso
lalongituddelosmesescalendarios
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
Tiempo, t (trimestre, estación del año,
mes)
Demanda (d, unidades)
Requerimiento (r, unidades)
14
d.Componentealeatoria:
Midelavariabilidaddelasseriesdetiempodespuésde
queseretiranlosotroscomponentes.
Estapuedeserocasionadaporfactoresimprevistoyno
recurrentes.
Huelgas,cambiosdeclimático,sequía,inundaciones,
terremotos,elecciones,conflictosarmadosola
aprobacióndeasuntoslegislativito
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
Tiempo, t
Demanda (d, unidades)
Requerimiento (r, unidades)
15
•Presumequelademandapasadasepuedeproyectarenel
futuro
•Técnicaelemental,promediomóvil,métododeatenuación
exponencial,métododedescomposiciónymétododeBox–
Jenkins.
Tabla 1: Tipos de pronósticos utilizados
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
16
Asumamosqueelhorizontetetiempohasidodividoenunnúmero
finitodeperiodosdetiempoquetodostienenlamismaduración,
definamos:
Sead
t
,paratodot=1,..,T.Lademandadadadelproductoo
servicioenelperiodot.DondeTcorrespondealúltimoperiodo
disponible.
Seap
t
(τ),τ=1,2,...,elpronósticoenτperiodoposterioral
periodotenelquefuehecho.
Siτ=1pronósticodeunperiodoquehasidogenerado,por
simplicidadp
t
(1)=p
t+1
.
Seae
i
(τ)=d
t
−p
i
(τ),i+τ=t.Errorqueseproduceenutilizarel
pronósticop
i
(τ)envezdelademandad
t
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
17
TendenciaConstante.
a)
Técnica elemental
●Elpronósticoparaelprimerperiodoestádadopor:P
T+1
=d
T
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
Tiempo, t(meses, días, horas)
Demanda (d, unidades)
Requerimiento (r, unidades)
18
TendenciaConstante.
a)
Técnica elemental
●Ejemplo:
P
13
= 1177
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
19
TendenciaConstante.
b)
MétododelPromedioMóvil
●Esteutilizalosrmásrecientesdemandasparapronosticarelprimer
periodo.Sir=1sereducealatécnicaelemental.
●Usandoesteprocedimientopodríamosdeterminolosprimerasr
demandaantesdeproducirelpronóstico.Esdecir:
1
0
1
r
k
kT
T
r
d
p
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
20
Tendencia Constante.
b)
…Método del Promedio Móvil(Ejemplo)
Para el ejemplo:
1169
2
11771161
2
2
1211
13
dd
pr
33.1169
3
117711611170
3
3
121110
13
ddd
pr
Tabla 3:
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
21
Tendencia Constante.
b)
Método del Promedio Móvil
●Notarqueseasignanponderacionesigualesacada
observación.
●Seledamayorimportanciaalosdatosrecientes,se
descartanlosmásantiguos.
●Laproporciónderespuestaaloscambiosenelpatrón
subyacentedelosdatosdependedelnúmerodeperiodos
queseincluyanenelpromediomóvil.
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
22
Tendencia Constante.
c)
Método del Promedio MóvilPonderado
●Permiteadjudicarunaimportanciacualquieracadaelemento,
siempreycuandotodoslosvaloressumen1.
●Seusacuandoexistetendenciaenlosdatos
●Sedetermina:
●Ejemplo:Unafabricaconsideraqueparaloscincomeses
siguientespodráhacerelmejorpronósticoconsiderando
ponderarlosúltimoscuatromeses.Paraestoconsideralos
siguientesdatos:
1
1
0
r
T T k T k
k
p w d
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
23
Tendencia Constante.
c)
Método del Promedio MóvilPonderado (Ejemplo)
Ejemplo promedio móvil ponderado
Mes 1Mes 2Mes 3Mes 4Mes 5
Demanda95 105 200 180 200
Ponderación0.35 0.25 0.2 0.15 0.05
6
6
0.35 95 0.25 105 0.2 200 0.15 180 0.05 200
136.5
p
p
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
24
Tendencia Constante
d)
Suavizante exponencial
●Lasobservacionesesseponderan,asignandopeso
tantoalademandaanteriordelperiodocomoal
pronósticodedichoperiodo.
●Laatenuaciónexponencialesunmétodoutilizado
pararevisarconstantementelaestimaciónalaluz
deexperienciasmásrecientes.
* ( ) *Nuevo pronóstico nueva observación 1 pr onóstico anterior
1
:
(1 )
T T T
Formalmente
p d p
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
25
Tendencia Constante
d)
….Suavizante exponencial
●Reordenando los términos
:
)(
1 TTTT pdpp
•Loquesignificaeselsimplepronósticoanteriormás
alfa(
α
)veceselerrordelpronósticoanterior.
•Siαescercanoauno,elnuevopronósticoincluirá
unajustesustancialacualquiererrorocurridoenel
pronósticoanterior
•Siαescercanoaceroelpronósticoessimilaral
anterior.
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
26
Tendencia Constante
d)
….Suavizante exponencial (Ejemplo)
Supongamos que p
12
= 1182 y α=0.2
13
ˆ0.2 1177 (1 0.2) 1182 1181p u
Tabla 5:
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
27
Tendencia lineal
Silatendenciaeslinealynosepresentalosefectoscíclicosy
temporales,elmétodosebasaenlosiguientes:
Los métodos se basan en la estimación de a
T
y b
T
,.....2,1
TTT bap
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
Tiempo, t(meses, días, horas)
Demanda (d, unidades)
Requerimiento (r, unidades)
Ecuación de una recta
28
Tendencia lineal
a) Técnica elementa
●Especifica que:
a
T
=d
T
y b
T
=d
T
-d
T-1
●Ejemplo:
p
12
(τ ) = a
12
+ b
12
τ = d
12
+ (d
12
− d
11
)τ = 1230 + 100τ, τ = 1, 2, . . . .
p
13
= 1330
Tabla 6:
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
29
Tendencialineal
b)
PromedioMóvilDoble
●Comosunombreloindicacalculaunconjuntode
promediosmóvilesydespuéssecalculaunsegundo
conjuntodepromediomóvildelprimero.Esuna
extensióndelmétodopromediomóvil
TTTa 2 )(
1
2
TTT
r
b
1
0
r
T k
k
T
d
r
1
0
r
k
kT
T
r
Donde:
Es el promedio de los últimos rperiodos
Es el promedio de los promedio de las
recientes demandas
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
,.....2,1
TTT
bap
31
Tendencia lineal
b)
Promedio Móvil Doble (Ejemplo)
Por lo tanto:
12 12 12
2 2 1170 1112.22 1227.78
T T T
a
12 12 12
2 2
( ) (1170 1112.22) 57.78
1 2
T T T
b
r
p
12
(τ)=a
12
+b
12
τ=1227.78+57.78ττ=1,2,...
Paraτ=1p
13
=1285.56.
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
32
Tendencia lineal
c)
Método Holt
●Atenúa en forma directa la tendencia y la pendiente
empleando diferentes constantes de atenuación para
cada una de ellas.
●Es una modificación del método atenuante exponencial
y se basa en al siguiente:
●Para comenzar a construir la ecuación se tiene que a
1
=d
1
y b
1
=0.
1 1
(1 )( )
T T T T
a d a b
11 )1()(
TTTT baab
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
,.....2,1
TTT bap
Notar que es recursiva
33
Tendencia lineal
c)
Método Holt (Ejemplo)
Construyendo los valores de a
T
y b
T
se tiene:
Periodo Cantidad a
T
b
T
Tabla 9:
Tabla 10:
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
0.3
0.3
34
Tendencia lineal
c)
Método Holt (Ejemplo)
Luego,
p
12
(τ ) = a
12
+ b
12
τ = 1203.09 + 54.23τ
Paraτ=1p
13
=1257.32
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
35
EfectoEstacional
a)
TécnicaElemental
LademandaproyectadaesigualalamismadeM
periodosatrás.
Enlatablasiguientesemuestralademandadurante
losúltimos24mesesdeunaempresadeaire
acondicionado.Claramenteseapreciaenlafigura
anexatieneefectosestacionariosconunaduración
de12.
( ) 1,...,
T T M
p d M
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
36
Efecto Estacional
a)
Técnica Elemental (Ejemplo)
Demanda de equipos de aire acondicionado durante los últimos 24 meses
PeriodoDemanda PeriodoDemanda
1 915 13 815
2 815 14 1015
3 1015 15 915
4 1115 16 1315
5 1415 17 1215
6 1615 18 1615
7 1515 19 1315
8 1415 20 1115
9 815 21 1115
10 615 22 915
11 315 23 715
12 815 24 615
Demanda Durante los últimos 24 meses
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
123456789101112131415161718192021222324
Periodo
Demanda (û)
24 24 12
24 25 13
24 26 14
( ) , 1,...,12
(1) 815
(2) 1015
p d
p p d
p p d
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
37
Efecto Estacional
b)
Método Suavizante Exponencial Revisado
Sebasaenlasiguienteresultado:
Donde:
a
T
representalatendencia.Seinterpretacomoel
pronósticodelademandasinefectoestacionario
s
T+τ
eselcoeficientedetendencia
Más general, para más de un ciclo, se puede expresar de
la siguiente forma:
() 1,...,
T T T
p as M
( ) 1,..., , 1,2,....
T T T
p kM a s M k
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
38
EfectoEstacional
b)
MétodoSuavizanteExponencialRevisadoAsumiendoque
existendatoshistóricosparanúmeroK=T/Mciclos,los
parámetrosa
T
ys
T+τ,
sepuedendeterminardelasiguiente
manera:
Donde:
0,1,constantes
Delaprimeraecuación:d
T
/s
T
representaelvalordela
demandaenelperiodoTsinefectodetendencia.Mientras
a
T-1
eselefectoestacionalenelperiodoT-1.
Deigualformaeslainterpretaciónparalasegundaecuación
( 1)
1 ( 1)
( 1)
(1 ) ; (1 )
k MT
T T T kM k M
T k
dd
a a s s s
s a
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
39
Efecto Estacional
b)
Método Suavizante Exponencial Revisado
¿Cómosedeterminarlosvalores?Utilizando
recursividad.
Paracomenzarelprocedimientoseconsidera:
Paradeterminarlaestimacióndelosprimeross
t
,
t=1,..,M
Paradeterminarlossiguientesvaloresdea
T
ys
T
se
utilizalasecuacionesplanteadasanteriormente.
1 2 3
0 (1)
M
d d d d
a d
M
(1) (2) 2 (3) ( 1) ( )
/ / / /
t t M t M t K M K
t
d d d d d d d d
s
K
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
41
Efecto Estacional
b)Método Suavizante Exponencial Revisado (Ejemplo)
1 2 12
(1) 0 (1)
13 14 24
(2)
1 (1) 13 (2)
1
1
1 0
1
1031.67 1031.67
12
1056.67
12
1,..,12
/ / 915/1031.67 815/1056.67
0.83
2
1,..,24
915
(1 ) 0.3 (1 0.3)1031.67 1053.25
0.83
d d d
d a d
d d d
d
Para t
d d d d
s
K
Para t
d
a a
s
Para
1
13 1
1
13,..,36
915
(1 ) 0.3 (1 0.3)*0.83 0.84
1053.25
t
d
s s
a
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
42
Efecto Estacional
b)Método Suavizante Exponencial Revisado (Ejemplo)
Tabla 14: Estimación de s
t
; t=1..12;
Periodo s
T
Periodo s
T
1 0.83 7 1.36
2 0.88 8 1.21
3 0.92 9 0.92
4 1.16 10 0.73
5 1.26 11 0.49
6 1.55 12 0.69
Tabla 13: Estimación a
T
, t=1,..,24
Periodo a
T
Periodo a
T
11053.25 13969.16
21016.61 141035.30
31040.86 151016.74
41016.31 161056.87
51048.13 171022.92
61046.90 181029.51
71067.89 191007.53
81097.37 20975.86
91033.17 211062.15
10 975.60 221135.18
11 875.39 231269.56
12 969.19 241140.58
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
43
Efecto Estacional
b)Método Suavizante Exponencial Revisado (Ejemplo)
Tabla 15: Estimación s
t
, t=13,..,24Per s
t
Pers
t
.
130.84130.84
140.85140.89
150.94150.93
161.14161.17
171.29171.26
181.55181.55
191.38191.35
201.24201.21
210.88210.93
220.70220.73
230.45230.49
240.73240.67
Tabla 16: Pronóstico
Per. p
T
25 959
26 1017
27 1058
28 1338
29 1434
30 1771
31 1545
32 1378
33 1064
34 835
35 553
36 769
Pronóstico desde mes 25 a 36
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
1357911131517192123252729313335
PeriodoDemanda
METODOS CUANTITATIVOS
EXTRAPOLACIÓN DE SERIES DE TIEMPO
44
ERRORES DE LOS PRONOSTICOS
Los errores de pronóstico se define como:
e
t
= Demanda real para el periodo t
e
t
= d
t
− p
t
Los errores de pronóstico proveen una medida de la precisión
y una base para comparar el desempeño de los modelos
alternativos.
METODOS CUANTITATIVOS
45
Las medidas de error más usadas son:
a)
Error promedio (AE):
Deberá ser cercano a cero para una muestra de mayor
tamaño, por lo contrario presenta perjuicio.
Este tipo de error oculta la variabilidad dado que los errores
positivos y negativos se cancelan.
1
1
N
t
t
AE e
N
METODOS CUANTITATIVOS
ERRORES DE LOS PRONOSTICOS
46
b)
Desviaciónmediaabsoluta(MAD):
–Proveeinformaciónadicionalqueresultaútilpara
seleccionarunmodeloparaelaboracióndepronósticoysus
parámetros.
c)
Errormediocuadrático(MSE):
–Proveeinformaciónsimilaralanterior,peropenalizandolos
erroresdegrantamaño.
1
1
N
t
t
MAD e
N
METODOS CUANTITATIVOS
ERRORES DE LOS PRONOSTICOS
2
1
1
N
t
t
MSE e
N
47
d.
Errorporcentualmedioabsoluto(MAPE):
–Suministraaltomadordedecisionesunaidea
deladesviacióndelpronósticocomoun
porcentajedelademanda.
1
1
100
N
t
t t
e
MAPE
N d
METODOS CUANTITATIVOS
ERRORES DE LOS PRONOSTICOS
49
•
…Losmodelosmásusados:
c.
Análisisdeciclodevida.Tieneestrecharelaciónenla
etapaenqueseencuentradentrodelciclovida:
Crecimiento,maduraciónydeclive.Encadaetapael
productoesdemandadoporunsubconjuntodepotenciales
clientes.
d.
Modelosdesimulación.Sonusadoparaestimarel
impactodelcambiodealgunaspoéticasenlademandadel
productoterminado
METODOS DE PRONOSTICOS
METODOS CUANTITATIVOS: METODO CAUSAL
50
METODOSCUANTITATIVOS:METODOSCAUSALES
Cuandosecuentaconsuficientesdatoshistóricosy
experiencia,puedeserfactiblerelacionarlospronósticocon
ciertosfactoreseconómicosqueprovocanlastendencias,
estacionalidadesyfluctuaciones.
Deestaformasepuedemedirlosfactorescausalesy
determinarsesusrelacionesconelproductooserviciobajo
estudio,podráncalcularsepronósticosdeconsiderable
precisión.
METODOS DE PRONOSTICOS
METODOS CUANTITATIVOS: METODO CAUSAL
51
METODOSCUANTITATIVOS:METODOSCAUSALES
Algunosfactoresempleadosenlosmodeloscausales:son
ingresosdisponibles,nuevosmatrimonios,iniciodela
construccióndevivienda,inventarioseíndicedeviday
algunosfactoresdinámicosydisturbioscomohuelgas
accionesdecompetidoresetc.
Losmodeloscausalesdepronósticoexpresanrelaciones
matemáticasentrelosfactorescausalesylademandaparael
artículodelcualseelaboraunpronóstico.
METODOS DE PRONOSTICOS
METODOS CUANTITATIVOS: METODO CAUSAL
53
METODOSCUANTITATIVOSMETODOCAUSAL:
AnálisisdeRegresiónSimple
Lalíneademínimoscuadradosesrepresentadaporlaecuación
delalínearecta.
DondeXeselvalorobservadodelavariableindependiente,Y
eselvalorestimadodelavariabledependienteya,bsonla
intercepciónylapendientedelalíneaajustadadelosdatosde
lamuestras,donde:
ˆ
Y a bX
2 2
XY nXY
b
X X
a Y bX
METODOS DE PRONOSTICOS
METODOS CUANTITATIVOS: METODO CAUSAL
54
METODOSCUANTITATIVOSMETODOCAUSAL:
AnálisisdeRegresiónSimple
Ejemplo:
Año
Ventas por
tienda Y
(decenas de
miles de
dólares)
Ventas de la
industria X
(millones de
dólares)
XY X
2
Y
2
1 9 2 18 81 4
2 14 4 56 196 16
3 16 4 64 256 16
4 18 6 108 324 36
5 19 6 114 361 36
6 20 6 120 400 36
7 18 7 126 324 49
8 21 7 147 441 49
9 22 8 176 484 64
10 23 10 230 529 100
METODOS DE PRONOSTICOS
METODOS CUANTITATIVOS: METODO CAUSAL
55
METODOSCUANTITATIVOSMETODOCAUSAL:
AnálisisdeRegresiónSimple:Coeficientede
correlación
.
AlseleccionarunavariableXparapronósticolavariablede
interésY,esútilconocerhastaquepuntoXinfluyeenla
variacionesdeY.Elcoeficientedecorrelaciónr
2
,midela
fuerzadelarelaciónlinealentrelasdosvariables.
2
2
2 2
a Y b XY nY
r
Y nY
METODOS DE PRONOSTICOS
METODOS CUANTITATIVOS: METODO CAUSAL