UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL SUR DE SONORA
Tópicos de manufactura
EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA MANUFACTURA Y LOS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
La historia de la manufactura puede dividirse en dos facetas: 1) El descubrimiento e invención de los materiales materiales y procesos para producir bienes y, 2) El desarrollo de los sistemas de manufactura. La manufactura se ha practicado durante varios miles de años, comenzando con la producción de artículos de piedra, cerámica y metal. Los romanos romanos ya tenían fábricas para la producción producción en masa de artículos de vidrio y en muchas actividades incluyendo la minería, la metalurgia y la industria textil. Los materiales y procesos para hacer objetos preceden a los sistemas en varios milenios. Algunos de dichos procesos —fundición, trabajo con martillo (forjar), y rectificado — se remontan a 6 000 años o más. La fabricación temprana de implementos y armas se llevó a mayormente mediante destrezas y oficios, que mediante la manufactura en el sentido actual. Los antiguos romanos tenían lo que podrían llamarse “fábricas” para producir armas, pergaminos, cerámica y vidrio, así como otros productos de esa época, pero los procedimientos se basaban por mucho en el trabajo con las manos. La manufactura, como campo de estudio en el contexto moderno, puede definirse de dos maneras: tecnológica y económica: Tecnológicamente es la aplicación de procesos químicos y físicos que alteran la geometría,
las propiedades, o el aspecto de un determinado material para elaborar partes o productos terminados. Económicamente , la manufactura es la transformación de materiales en artículos de mayor
valor, a través de una o más operaciones o procesos de ensamble, como se muestra en la figura.
• El punto clave es que la manufactura agrega valor al material original, cambiando su forma o
propiedades, o al combinarlo con otros materiales que han sido alterados en forma similar. El material original se vuelve más valioso mediante las operaciones de manufactura que se ejecutan sobre él. • Los procesos para realizar la manufactura involucran una combinación de máquinas,
herramientas, energía y trabajo manual, tal como se describe en la figura anterior. La manufactura se realiza casi siempre como una sucesión de operaciones. Cada una de ellas lleva al material cada vez más cerca del estado final deseado. La Producción: Desde un punto de vista general, producción es el acto intencional de
elaborar algo útil. Pueden citarse como ejemplos de producción: la extracción de mineral de hierro, el ensamble de un automóvil, la puesta en escena de una obra de teatro, la preparación de un concierto, etc. La expresión sistemas de manufactura se refiere a las formas de organizar a las personas y a los equipos de modo que la producción se lleve a cabo con más eficiencia. Son varios los sucesos históricos y descubrimientos que tuvieron un efecto grande en el desarrollo de los sistemas modernos de manufactura. Evolución Histórica de los Estudios sobre la Producción.
No se puede decir con certeza cuando comenzó el hombre a estudiar la producción. Pero seguramente, esto se dio al analizar mejores formas de elaborar objetos rudimentarios. Varios de los procesos básicos de fabricación datan del periodo Neolítico (alrededor de 80003000 a. C.). Fue durante ese periodo que se desarrollaron procesos tales como los siguientes: tallar y trabajar la madera, formar a mano y cocer vasijas de arcilla, tallar y pulir piedra, hilar y tejer textiles, y teñir la ropa.
El lapso de tiempo que abarcó desde el Imperio Romano hasta la Edad Media, la producción se caracterizó por la actividad individual y el uso de la energía muscular en lugar de la mecánica. La Revolución Industrial (alrededor de 1760 a 1830) tuvo en diversos modos un efecto grande sobre la producción. Marcó el cambio entre una economía basada en la agricultura y el oficio manual, a otra con base en la industria y la manufactura. El cambio comenzó en Inglaterra, donde se inventó una serie de máquinas y la potencia del vapor remplazó a la del agua, a la del viento y a la animal. Esas ventajas dieron a la industria británica la delantera sobre las de otras naciones, e Inglaterra trató de impedir la exportación de las tecnologías nuevas. Sin embargo, finalmente la revolución se extendió a otros países europeos y a Estados Unidos. Varios inventos de la revolución industrial contribuyeron mucho al desarrollo de la manufactura: 1) la máquina de vapor de Watt , una tecnología nueva de generación de energía para la industria, 2) Los principios de la tecnología de las máquinas herramienta ocurrieron durante este periodo, se crearon máquinas herramienta para la mayoría de los procesos de remoción de material convencionales, tales como perforar, tornear, rectificar, fresar, perfilar y 3) la hiladora con varios husillos, el telar mecánico , y otras para la industria textil, que permitieron incrementos significativos de la productividad; y 4) el sistema fabril, forma nueva de organizar números grandes de trabajadores de la producción
con base en la división del trabajo y la intercambiabilidad de las piezas manufacturadas. A fines del siglo XVIII se inició la visión tradicional de la administración industrial, con el reconocimiento de Adam Smith de que la subdivisión y la especialización en el trabajo arrojaban beneficios económicos. A principios del siglo XIX, las condiciones prevalecientes en una fábrica cualquiera eran deprimentes, laboraban niños de 5 a 12 años de edad en jornadas diarias de 12 a 13 horas, seis días a la semana. A principios del siglo XIX (en 1801), Eli Whitney (inventor de la despepitadota de algodón) presentó el concepto de partes estandarizadas, lo cual permitió la intercambiabilidad de las partes. La manufactura de piezas intercambiables requirió muchos años de desarrollo antes de convertirse en una realidad práctica, pero revolucionó los métodos de manufactura y es un
prerrequisito para la producción en masa. Debido a que su origen tuvo lugar en Estados Unidos, la producción de piezas intercambiables se conoció como el S istema Americano de manufactura. En los comienzos del siglo XX Frederick W. Taylor (1856-1915) creó el nuevo enfoque “científico” de la producción. El dirigió y analizó miles de pruebas para identificar las variables
relativas a la producción. Taylor propuso que la fórmula para una producción máxima incluía tres elementos. UNA TAREA DEFINIDA, UN TIEMPO DEFINIDO Y UN MÉTODO DEFINIDO. Por todas estas aportaciones se considera a Taylor como el precursor de la “Administración Científica”.
La administración científica tenía varias características: 1) el estudio de movimientos, motivado por descubrir el método mejor para ejecutar una tarea dada; 2) el estudio de tiempos, para establecer estándares de trabajo para cierta labor; 3) el uso amplio de estándares en la industria; 4) el sistema de pago a destajo y otros planes similares de incentivos del trabajo; y 5) el uso de conjuntos de datos, conservación de registros y contabilidad de costos en las operaciones fabriles. El pensamiento orientado hacia las operaciones tomó un nuevo vigor de la unión entre la ingeniería y la psicología, gracias al trabajo en equipo de los esposos Frank y Lillian Gilbreth; las actitudes mecanicistas del ingeniero Frank fueron disminuidas por las actitudes humanistas de la psicóloga Lillian. En 1906 Henry Ford proclamó la máxima “fabricaré un coche para todo el mundo” con objeto
de fabricar un producto estandarizado, en grandes volúmenes, para el mercado de masas, con lo cual se dio inicio a la producción en masa. Para lograr su objetivo, Ford se apoyó en tres pilares básicos: a) La intercambiabilidad de las partes, b) El diseño de un coche sencillo, duradero y fácil de reparar y c) La cadena de montaje. Un socio de Taylor Henry L. Gantt desarrolló métodos para establecer la secuencia de las actividades de la producción (Gráfica de Gantt), los cuales aún se emplean. Con su tratamiento menos restringido de las operaciones hombre-máquina y los conceptos atractivos de organización y motivación a la teoría inicial de Taylor.
En la década de los años treinta, el movimiento en pro de las relaciones humanas reconoció la gran importancia de la motivación y del elemento humano en el diseño del trabajo. Elton Mayo y otros estudiosos desarrollaron esta escuela de pensamiento en la planta de la Western Electric, donde se llevaron a cabo los hoy famosos estudios de Hawthorne. En los primeros años de esta década, también se dio inicio a la aplicación de la inferencia estadística en la calidad del producto y de las gráficas de control, ambas aportaciones de Walter A. Shewhart, y a mediados de esta, H. F. Dodge y H. G. Roming desarrollaron el muestreo estadístico en el control de calidad. A principios de la década de los cuarenta, durante la Segunda Guerra Mundial, se comenzó a aplicar un enfoque interdisciplinario a los estudios de los sistemas productivos, de servicios, etc. Los años cuarenta también presenciaron el nacimiento de la computadora electrónica (John Mauchly y J.P. Eckert). En la actualidad su influencia es de vital importancia en toda la industria. En la década de los 50´s se dio un extenso desarrollo de herramientas de investigación de operaciones para simulación, teoría de decisiones, programación matemática, programas y equipo de computación, técnicas para la programación de proyectos, tales como PERT y CPM (A. Charnes, W.W. Cooper, H. Raiffa y Sperry Univac). En los 60’s se desarrolló el concepto del Comportamiento Organizacional; que es la
continuación del estudio de las personas en su medio de trabajo (L. Cummings y L. Porter). En los años 60 en la fábrica de automóviles Toyota en Japón, comienza a desarrollarse una nueva filosofía de producción, que surge de la necesidad de fabricar diferentes modelos de automóviles, en pequeñas cantidades y con el mismo proceso de producción, manteniendo niveles elevados de calidad y productividad. En los 70’s se alcanza la integración de las operaciones en las estrategias y sistemas globales.
Aplicación de las computadoras en la manufactura, en la programación y el control, y la planeación de requerimientos de materiales MRP (W. Skinner, J. Orlicky y O. Wright).
En la década de los 80’s se dio un uso difundido del Control Total de Calidad y la
automatización de las fábricas, sistemas flexibles de manufactura, CAD/CAM, robots, etc. (W.E. Deming, J.M. Juran, P. Crosby). Los productos electrónicos han impuesto demandas inusuales a la manufactura en cuanto a miniaturización. La evolución de la tecnología ha ido en dirección de agrupar más y más dispositivos en un área cada vez más pequeña —en algunos casos, un millón de transistores en una pieza plana de material semiconductor que sólo mide 12 mm (0.50 in) por lado. La historia del procesamiento y el montaje electrónicos se remonta a sólo unas cuantas décadas. La Revolución científico-técnica o revolución de la inteligencia y cobra fuerza a causa de la crisis que experimenta el capitalismo de la época.
Se encarecieron los recursos energéticos y las materias primas.
Se redujeron en crecimiento económico.
Aumentó el paro en el sector manufacturero.
Aumentaron las protestas sociales por el deterioro del medio ambiente, entre muchas otras características.
Las áreas más representativas de ésta son la I+D (investigación y desarrollo) de la energía nuclear, las telecomunicaciones y el espacio y Universo así como las ciencias de la informática, la robótica y la biotecnología.
LA PROXIMA REVOLUCION INDUSTRIAL
Factores clave en la próxima revolución industrial: 1. Uso de tecnologías mixtas (Blended Technology) 2. Personalización de masas / personalización 3. Centrarse en nichos de especialización 4. Cuidado del medio ambiente 5. Dimensión de servicio 6. Global networking 7. Clusters dinámicos 8. La nueva geografía - China / India / S América 9. El fabricante inconforme
Actualmente empresas como Ford Motor Company está aportando de nuevo a la siguiente gran revolución industrial de la Fabricación Inteligente con su nueva planta de montaje de Ford en Michigan. Esta fábrica innovadora y flexible es la única planta del mundo que construye vehículos de gasolina, eléctricos, híbridos e híbridos con enchufe, todo en la misma línea de producción. El adjetivo “inteligente” en la expresión “fabricación inteligente” significa una empresa
industrial altamente conectada, con conocimiento. En esa empresa, todas las acciones comerciales y de operación están optimizadas para lograr una mayor productividad, sostenibilidad y rendimiento económico. Las empresas que adoptan la fabricación inteligente son flexibles, ágiles y eficientes. Son receptivas, colaborativas y simplificadas. Son seguras, predictivas y, sobre todo, sostenibles. Esto no sucede por casualidad. Estas organizaciones siguen una hoja de ruta de tecnología, talento e infraestructura que combina comunicaciones seguras, fabricación inteligente, big data, cloud computing, modelización y simulación, gestión de la energía y sostenibilidad, y productividad del ciclo de vida.
Fuentes:
1. Mikell, Groover. Fundamentos de manufactura moderna. Mc. Graw Hill Interamericana, Mexico D.F. 2007. 2. Shey, John. Procesos de Manufactura. Mc. Graw Hill Interamericana. Mexico D.F. 2002. 3. Marsh Peter. The New Industrial Revolution: Consumers, Globalization and the End of mass Production. The Organization for Economic Co-operation and Development (OECD). Paris. Marzo 5 2014. 4. Bernaden John. “Fabricación Inteligente, la siguiente revolución industrial ”. http://blog.emea.rockwellautomation.com/es/2013/07/03/fabricacion-inteligentela-siguiente-revolucion-industrial/. Julio 2013.
