Control de Inventario de Repuestos de Mantenimiento

por | mayo 23, 2017
Control de Inventario de Repuestos de Mantenimiento
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Control de inventarios para repuestos de mantenimientoEs común en las reuniones  internas y externas, en las que participa mantenimiento, oír que no se tienen los repuestos requeridos en el almacen. La experiencia nos ha demostrado que muchos de estos problemas obedecen realmente a problemas de baja calidad en el monitoreo de condiciones, reportes de fallas, planeación y/o programación. Sin embargo, tampoco debemos ocultar que el control de inventario para los repuestos de mantenimiento no se ajusta siempre a sus necesidades.

En las industrias, los insumos de producción son los más críticos en el control de inventarios. Poseen un impacto alto e inmediato en el negocio en caso de desabastecimiento. Es por esto que el personal de inventario usa modelos de gestión de inventarios diseñados para este tipo de materiales. Sin embargo, estos modelos no aplican para la mayoría de repuestos de mantenimiento.

Este artículo permite entender mejor el problema y cómo solucionarlo de forma práctica. Inicia exponiendo los conceptos básicos sobre gestión de inventarios, los cuales posiblemente usted ya conoce. Posteriormente, muestra una clasificación de los tipos de consumo de los repuestos de mantenimiento. Finalmente, expone la forma de realizar el control de inventario de los repuestos de mantenimiento de acuerdo al tipo de consumo que posean.


Conceptos Básicos de Control de Inventarios

1. Cantidad Económica de Pedido:

Gráfica EOQ

Corresponde a la cantidad óptima a comprar cada vez que exista la necesidad de reabastecimiento. Se calcula minimizando los costos totales que resultan al sumar los costos de almacenar,  de gestionar la compra y  valor del repuesto:

Fórmula EOQ

Donde:

EOQ: Cantidad económica de pedido. Economic Order Quantity en inglés.

D: Demanda Anual.

S: Costo fijo de realizar un pedido. Es decir, el costo de tramitar la orden. Se puede calcular sumando el costo del personal administrativo y los recursos dedicados a los procesos de suministros,  y luego dividiéndolo por el número total de órdenes de compra que elaboran.

i: Porcentaje del costo del inventario total correspondiente al almacenamiento. Es decir, costo de almacenamiento dividido el costo total del inventario.

k: Costo unitario del producto en sitio. Es decir, incluyendo la logística y gastos de nacionalización.

Puede encontrar mayor información sobre EOQ en el siguiente link: cantidad económica de pedido.

2. Punto de Reposición:

El punto de reposición es el valor por debajo del cual el sistema de control de inventarios debe generar una solicitud de compra para el reabastecimiento del repuesto en cuestión:

ROP y Lead Time

Adicionalmente, para los que deseen profundizar en estos temas, encontrarán interesante el siguiente link: punto de reposición. Notar que existen varios métodos de cálculo del ROP, de todos ellos se recomienda el segundo del link anterior. El método más sencillo sólo incluye el consumo promedio y el tiempo de reabastecimiento. Esto tiene un gravísimo problema, al no tener en cuenta la variabilidad del consumo, la mitad de los meses el consumo será mayor de lo esperado pudiendo generar frecuente desabastecimiento.

3. Cantidad Máxima en Stock

Algunos sistemas de control de inventario permiten el uso de la Cantidad Máxima en stock en lugar de EOQ. En esos casos, se debe calcular sumando el EOQ y el ROP, pero restándole una:Fórmula cantidad máxima


Tipos de Consumo de los Repuestos de Mantenimiento

1. Consumo Constante:

Consumos continuos del repuesto durante todo el año con variaciones aleatorias alrededor de un promedio. Corresponde al típico caso de la distribución normal.

Gráfico de consumos constantes

2. Consumo Programado:

Repuestos sin consumo en condiciones normales, pero con consumos factibles de programar con anticipación mayor al Lead Time.Gráfico consumo programado

3. Consumo Mixto:

Combinaciones de consumos constantes y consumos programados.Gráfico Consumo Mixto

4. Consumo Multimodal:

Consiste en la combinación de consumos constantes con diferentes frecuencias en un mismo repuesto.
Gráfico de consumo mixtoDistribución mixta representada como dos distribuciones normales superpuestas

5. Consumo Aleatorio:

Momentos de consumo nulo intercalados de forma aleatoria con momentos de consumo.Gráfico Consumo Aleatorio


Control de Inventarios para Repuestos de Mantenimiento Según su Tipo de Consumo

Resumiendo lo leído hasta el momento, para implementar un sistema de control de inventarios para los repuestos de mantenimiento, primero identifique los repuestos de mantenimiento críticos por su impacto en la producción, los activos, el ambiente y/o la seguridad. Posteriormente, clasifique estos repuestos críticos según el tipo de consumo que presentan. Finalmente, utilice el modelo de control de inventarios adecuado para cada caso, según se explica a continuación:

1. Consumo Constante

Son los más parecidos al modelo tradicional. En su mayoría son repuestos usados en los preventivos como filtros, aceites, grasas, etc. También podemos incluir aquí elementos de protección personal, insumos básicos como estopa, desengrasantes, etc. En estos casos, lo más recomendable es el clásico sistema con cantidad económica de pedido y punto de reposición (también llamado mínimo, punto de reorden o de reaprovisionamiento):

Fórmula ROP

Donde

ROP: Punto de reposición. Reorder point en inglés.

demanda promedio: Consumo promedio. Normalmente se usa el mes como período de referencia. Es decir, consumo promedio mes (D/12).

L: Tiempo de reposición o reabastecimiento, Lead Time en inglés. Si el consumo promedio lo expresamos en meses, este tiempo debe estar también en meses.

α:  Nivel de servicio deseado en porcentaje. Entre más alto menor probabilidad de desabastecimiento. El costo del inventario aumenta exponencialmente para valores superiores al 86%. Se usa normalmente valores entre 80% y 95%.

Z del nivel de servicio alpha: Es el valor Z de la distribución normal correspondiente al nivel de inventario α deseado para el repuesto en cuestión.

Desviación de la demanda: Desviación estándar del consumo.

Puede resultar un poco angustiante encontrarse con conceptos y fórmulas estadísticas cuando estamos buscando soluciones prácticas. Sin embargo, puede encontrar una hoja de cálculo con ejemplos prácticos de uso en el siguiente link: Hoja de cálculo con ejemplos de cálculo de EOQ y ROP (Para guardar archivo en Excel: File-> Download As).

2. Consumo Programado

En este grupo están los repuestos que sólo se requieren para los trabajos planeados y programados con suficiente anticipación para permitir el abastecimiento oportuno. Aquí podemos incluir componentes con fallas predecibles por monitoreo de condiciones, repuestos a ser usados en campañas de mejoramiento de los activos, repuestos que fallan en ciclos espaciados y predecibles, repuestos para mantenimientos mayores y overhauls, etc.

La solución es simple y lógica. Sólo se debe comprar bajo reserva del repuesto asociado a una orden de trabajo. Esto implica que las órdenes de trabajo se deben abrir con suficiente anticipación para que el tiempo de entrega (Lead Time) quede incluido dentro de la ventana de planeación. Es decir, se debe trabajar planeando bien. Un ejemplo de cómo funciona este sistema lo encontramos en el siguiente link: Ejemplo del Plan de Requerimientos de Materiales (MRP).

En cada momento que se realice el análisis del plan de requerimientos de materiales (MRP), se debe evaluar la cantidad a pedir de la siguiente manera:

Fórmula cantidad a comprar Consumo Programado

Donde:

Qc: Cantidad a comprar en el momento que se realiza el análisis.

QrL: Cantidad reservada requerida en un tiempo igual o inferior al Lead Time (tiempo de reposición). Si el análisis MRP no se realiza a diario, sino por ejemplo semanalmente, habría que sumarle una semana al Lead Time.

QS: Cantidad en stock en el momento del análisis.

QOA: Cantidad de órdenes de compra abiertas que están pendientes por llegar o ingresar al almacén.

3. Consumo Mixto

Es común que se presente el consumo mixto cuando un mismo repuesto combina Consumo Programado y Consumo Constante. En estos casos,  es común asignarle un ROP que supla las necesidades de los momentos de consumo constante. Es decir, se excluye del cálculo del promedio de consumo, y su desviación estándar, los meses con consumos altos debido a mantenimientos programados. Entonces, los puntos de alto consumo que son predecibles se manejan bajo reserva. El criterio de compra en el MRP sería el siguiente:

condicional consumo mixto Fórmula compra consumo mixto

Recordar que el ROP usado para repuestos con consumo mixto no debe incluir en su cálculo los consumos programados. Los consumos programados  distorsionan el comportamiento “normal” de su tendencia de consumo. Si se usara únicamente el método de ROP y EOQ, asegurar un buen nivel de servicio sería muy costoso y se mantendrían stocks innecesariamente altos por largos períodos.

4. Consumo Multimodal

En algunos repuestos se pueden observar dos o más frecuencias de consumo constante. Por ejemplo, en los equipos móviles de superficie usados en minería es frecuente encontrar que algunos sistemas poseen fallas asociadas a las épocas de lluvia.  En estos casos se puede optar por encontrar un ROP para los meses de bajo consumo, otro para los de alto consumo y utilizarlos alternadamente dependiendo de la época del año. Otra opción, un poco más práctica, es manejarlo como un repuesto de consumo constante con su ROP calculado sin tener en cuenta los picos estacionales de consumo y programar en el sistema de gestión compras adicionales con suficiente anticipación al inicio del ciclo de alto consumo.

Sin embargo, es mejor realizar un análisis que permita identificar la causa raíz de la estacionalidad del consumo. Normalmente cuando se identifican este tipo de repuestos, el problema de inventario es secundario con respecto al impacto en la disponibilidad y tiempo medio entre fallas. Un ejemplo común es cuando se evidencian problemas con los sistemas de aire acondicionado de los equipos al principio de las épocas de calor en el año. Que se detecte en ese momento no significa necesariamente que los aires acondicionados estaban bien antes. Realmente lo que sucede es que los sistemas de monitoreo de condiciones y/o preventivos no pudieron evitar que la falla afectara la operación. Como resultado, todas las fallas que habían empezado lentamente desde hace varios meses salen a flote todas juntas. La falla es aleatoria, no estacional.

5. Consumo Aleatorio

Este tipo de consumos corresponde a la gran mayoría de repuestos en los almacenes de piezas para mantenimiento. Lamentablemente, son también los más pobremente comprendidos. En el control de inventario para empresas comercializadoras se usa frecuentemente la rotación del inventario como un  indicador (KPIs). Tiene sentido para estas compañías eliminar  existencias de repuestos que no venden frecuentemente y centrarse en los que generan mayor flujo de caja. Sin embargo, hay que ser cautos al  aplicar este indicador en repuestos de mantenimiento. Los repuestos de consumo aleatorio poseen bajas rotaciones por lo que mantenimiento debe justificar muy bien la criticidad de los mismos.

Uno de los problemas más comunes con los repuestos de consumo aleatorio surge cuando se consume más de una unidad por trabajo efectuado. Por ejemplo, cuando para reparar una bomba hidráulica se requieren dos sellos y se reparan tres bombas al año. ¿Se ha topado usted con casos como estos en los que sólo encuentra un sello en su bodega?. Si nuestro modelo de control de inventarios indica que el ROP es uno, ¿de qué sirve sólo uno en stock si en realidad se requieren dos para reparar la bomba?.

Cuando la cantidad mínima requerida es mayor que uno, la probabilidad de un consumo no es igual al consumo promedio del repuesto estudiado. La razón radica en que estos repuestos se consumen en varias unidades cada vez que se utilizan. En el caso anterior, el consumo promedio seria 6/12 = 1/2 sello mes, pero la probabilidad es de 3/12 = 1/4.

Fórmula probabilidad consumo

Donde:

p: Probabilidad de ocurrencia de un evento de consumo del repuesto.

demanda promedio: Consumo promedio. Normalmente se usa el mes como período de referencia. Sin embargo, el consumo promedio mes puede dar como resultado probabilidades mayores a uno, no permitiendo usar esta fórmula. Por lo anterior, es preferible usar el consumo promedio diario en lugar del mensual.

Qmr: Cantidad mínima requerida por cada trabajo de mantenimiento.

Para el control de inventario de este tipo de repuestos existen complejos modelos estadísticos. De estos, el más simple de usar, e igualmente efectivo, es la distribución binomial. Concretamente, requerimos saber el número de veces que se puede presentar el consumo del repuesto dado: un tiempo (Lead Time), una probabilidad (consumo) y un nivel de seguridad (nivel de servicio):

Fórmula ROP consumo aleatorio

Donde:

ROPca: Corresponde al ROP ajustado para consumo aleatorio.

Fórmula binomial inversa: Es la función inversa de la distribución binomial.

L`: Es el tiempo de reaprovisionamiento (Lead Time) corregido para el consumo aleatorio. Resulta de redondear el tiempo de reaprovisionamiento (L) al número entero igual o mayor más cercano. Debe estar en las mismas unidades que el consumo promedio usado para calcular p (probabilidad). Se recomienda el Lead Time en días porque se induce menos error al redondear.

α: Nivel de servicio deseado en porcentaje. Entre más alto, menor probabilidad de desabastecimiento. El costo del inventario aumenta exponencialmente para valores mayores a 86%. Se acostumbra usar valores entre 80% y 95%.

Aunque la distribución binomial es de las más simples de todas las distribuciones estadísticas, no se profundizará en su explicación. Los interesados pueden encontrar una explicación sencilla en wikipedia. Afortunadamente, las hojas de cálculo como Excel y Google Sheets cuentan con funciones que simplifican el trabajo del personal de mantenimiento. Ver funciones BINOM.INV() y BINOM.CRIT(), respectivamente. En el siguiente link se encuentra desarrollado en una hoja de cálculo un ejemplo de consumo aleatorio: Ejemplo de EOQ y ROP para consumo aleatorio (Para guardar archivo en excel: File-> Download As).

Esteban Builes
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Esteban Builes

Maintenance Manager at estebanbuiles.com
Ingeniero Mecánico y Magíster en Administración con amplia experiencia en Gestión de Mantenimiento en el sector minero.
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4 pensamientos en “Control de Inventario de Repuestos de Mantenimiento

  1. JOSE

    Felicitaciones Esteban. El artículo está excelente. Pocas veces encontramos documentos con la precisión que este tiene.
    Saludos

    1. estebanbuiles.com

      Hola Jose, gracias por tus apreciaciones. Son muy importantes viniendo de ti. Estoy registrado en tu página http://mantenimientoeficiente.com
      Aprovecho para invitar a mis lectores a ver el video de Jose sobre inventario de repuestos en mantenimientoeficiente.com o en youtube:


      Adicionalmente, encuentran en el link http://mantenimientoeficiente.com/optim/ a OPTIM. OPTIM es un software gratuito y fácil de usar para calcular el EOQ y el ROP de sus repuestos.

  2. Jairo Villamizar

    Nuestra firma de consultoría ha venido desarrollando proyectos relacionados con la optimización del inventario de repuestos en las plantas de nuestros clientes. Para esto, hemos utilizado con gran éxito lo expuesto por Esteban en este portal.
    Recomiendo ampliamente el contenido de este sitio web, el cual se me hace fácil y agradable de leer. Esperamos seguir utilizando las herramientas expuestas en este medio!!!

    1. estebanbuiles.com

      Gracias Jairo. Espero haber sido de ayuda hoy cuando hablamos del caso de las canecas de aceite. En ese caso en partícular, por no hacer salidas por cada galón consumido sino por las canecas enteras, algunos meses tienen consumo cero. Pero, el promedio mes es superior a una caneca. Adicionalmente, el Lead Time es de una semana. Entonces, la mejor opción es el realizar el análisis como un consumo aleatorio con todos los datos cálculados en días.
      Siempre dispuesto a ayudarte.

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