Tesis Gabriel Alfonzo
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TECANA AMERICAN UNIVERSITY Accelerated Degree Program Bachelor of Science in Industrial Engineering INFORME Nº 1 “HISTORIA DE LA INGENIERIA INDUSTRIAL Y DISEÑO DE SISTEMAS DE PRODUCCION” Gabriel A. Alfonzo Romero
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TECANA AMERICAN UNIVERSITY
Accelerated Degree Program
Bachelor of Science in Industrial Engineering
INFORME Nº 1
“HISTORIA DE LA INGENIERIA INDUSTRIAL Y DISEÑO DE SISTEMAS
DE PRODUCCION”
Gabriel A. Alfonzo Romero
“Por la presente juro y doy fe que soy el único autor del presente informe y que su
contenido es fruto de mi trabajo, experiencia e investigación académica”
Doha Qatar, 25 de enero de 2008
ÍNDICE
Página
Introducción………………………………………………………………………...…3
CAPITULO I: Historia de la Ingeniería Industrial………………………………..…..5
Frederick WW Taylor………………………………………………………..………..5
Administración Científica……………………………………………………....7
Frank B. Gilbreth…………………………………………………………………..….8
Carl Barth y Henry Laurence Gantt…………………………………………..……….9
Enseñanza y Práctica de la Ingeniería Industrial……………………………….……10
Organizaciones de Ingeniería Industrial………………………………………….….11
Instituto de Ingenieros Industriales…………………………………………….…….12
Ingeniería Industrial Internacional…………………………………………….……..13
Disciplinas Relacionadas con la Ingeniería Industrial………………………….……14
Administración…………………………………………………………….…..14
Investigación de operaciones…………………………………………….
…….15
Ingeniería de Sistemas…………………………………………………………15
Estadísticas………………………………………………………………….…16
Ciencia de Administración…………………………………………………….17
Ergonomía……………………………………………………………….…….17
Ingeniería de Manufactura…………………………………………….…….…
18
CAPITULO II: Diseño de Sistemas de Producción……………………………….…
19
Proyecto y Diseño Asistido por Computadora (CAD)…………………………...….19
Ingeniería de Métodos……………………………………………………...….20
Estudio de Métodos…………………………………………….……….21
1
Técnicas de Representación Grafica…………………………..……..21
Diseño de lugar de trabajo……………………………………………23
Principio de Economía de Movimientos……………………..………23
Ingeniería Concurrente……………………………………………………...…25
Producibilidad………………………………………………………...…25
Fabricabilidad…………………………………………………..…….…26
Robótica……………………………………………………………………….26
Medición de Trabajo…………………………………………………………..27
Estudios Cronométricos de Tiempos……………………………………27
Estudios de Micromovimientos……………………………………..…..28
Sistemas de Tiempos Predeterminados………………………..………...28
Muestreo del trabajo………………………………………………...…..29
Datos Estándar……………………………………………………….….29
Planeación y Diseño de Instalaciones…………………………………….…...30
Tipos de Diseños……………………………………………………..….30
Grafica de Relación de Actividades…………………………….….……31
Diseño de Planta Computarizados……………………………………………..32
Simulación por Computadora………………………………………...…33
Manejo de Materiales……………………………………………………34
Ergonomía………………………………………………………………..……35
Conclusión…………………………………………………………………………...39
Bibliografia…………………………………………………………………………..40
Anexos……………………………………………………………………….………41
Anexo A…………………………………………………………………...…………42
Anexo B………………………………………………………………………..…….43
Anexo C……………………………………………………………………...………44
Anexo D…………………….………………………………………………………..45
Anexo E……………………………….……………………………………………..46
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Introducción
La historia de las civilizaciones es en cierto sentido, la historia de la ingeniería; esa
lucha larga y ardua para hacer que las fuerzas de la naturaleza actúen en beneficio
humano. Bien cabria destacar que a pesar de que un ingeniero por medio de su arduas
investigaciones en pro al mejoramiento de una labor o necesidad, casi nunca es
debidamente reconocido por tales labores, en pocas palabras nadie se ha hecho
famoso haciendo ingeniería, por ser en si misma una constante búsqueda, de cada
caso en particular, para mejorar las condiciones de como se realiza o utilizan algo.
Existen diferentes ramas de estudios de la ingeniería entre una de esas se encuentra
la ingeniería industrial, la cual se ocupa del diseño, mejoramiento e instalación de
sistemas integrados de personas, materiales y equipos; basándose en los
conocimientos y habilidades especializados en las ciencias matemáticas, físicas y
sociales junto con los principios y métodos del análisis y diseño de ingeniería, con el
fin de especificar, pronosticar y evaluar los resultados que han de obtenerse de tales
sistemas; tal vez esta definición paso por algún momento por la mente de Frederick
W. Taylor, “el padre de la ingeniería industrial”, quien incursiono por la década de
1890, en el estudio de lo que se conoce hoy en día como una profesión muy bien
establecida y de suma importancia en cualquiera de las empresas de producción y
manufactura.
A pesar de los avances continuos, la ingeniería industrial que representa la ciencia
de las operaciones, en la actualidad muchos de los responsables de las operaciones,
no adopta la importancia de la ingeniería industrial, prefiriendo negar su existencia a
más de un siglo de iniciación y que sencillamente requieren de sentido común. Pero
no todo es negativo por que a medida que se gradúan profesionales en la carrera, las
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compañías descubren que la ingeniería industrial trata eficazmente con problemas que
ellas han sido incapaces de solucionar con eficacia durante todo su pasado.
El objetivo general de la investigación consiste en elaborar y desarrollar un
informe explicativo y resumido sobre la historia de la ingeniería industrial y diseño de
sistemas de producción. La metodología empleada consiste de un resumen simple del
texto guía recomendado en conjunto con otras fuentes adicionales tantos impresos,
electrónicos, material bibliográfico y algunas aportaciones de experiencia propia del
autor. El informe esta constituido por dos capítulos, el primero “historia de la
ingeniería industrial”, tratará todo lo referente a los inicios de la ingeniería industrial,
los aportes, dificultades y como una simple filosofía en administración industrial paso
a ser una de las ingeniería mas importante en las organizaciones y del sector
industrial, así como también las asociaciones y organizaciones que permitieron su
difusión mundial; el segundo capitulo “diseño de sistemas de producción”, se explica
el diseño de los sistemas de producción profundizando en las herramientas, y las
aportaciones que hace de la ingeniería industrial una profesión de gran importancia
dentro de una organización, donde su campo laboral esta ampliamente contenido en
diversas tareas de cualquier empresa de manufactura. El autor espera que para el
lector sea completamente de su mayor agrado, como también sea un aporte más con
fines de ampliar los conocimientos de esta área.
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Capitulo I
Historia de la ingeniería industrial
En las siguientes líneas se desarrolla una explicación concisa de la importancia y
relevancia que tiene la ingeniería industrial desde sus comienzos, con la innovaciones
aportadas por del padre de la ingeniería industrial, (Taylor), hasta los estudios más
recientes de la ergonomía, como factor fundamental en la práctica profesional de la
ingeniería industrial.
Frederick W Taylor
Es considerado como el padre de ingeniería industrial y fue miembro de la
Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME, por sus siglas en ingles),
manejo la propuesta de que la ingeniería tenía por responsabilidad el diseñar, medir,
planear y programar el trabajo. Debido que dichas responsabilidades para los año de
1874, eran ejecutadas plenamente por un superintendente, este manufacturaba los
productos que pedía el personal, realizaba informalmente todas las operaciones de
planeación y de organización, los métodos de trabajo eran determinados
personalmente por cada mecánico según sus experiencias personales, preferencia y
tipo de herramienta disponible para el momento de realizar una labor. Taylor,
influenciado por el articulo El ingeniero como un economista (Henry Towne, 1886),
donde resalta la necesidad de que los ingenieros se ocuparan de los efectos
económicos de sus decisiones (para dicha época, los ingenieros batallaban con los
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elementos y se presuponía que los costos eran una necesidad incontrolable para ganar
la batalla contra la naturaleza); desarrolla el concepto de que le diseño de trabajo, la
medición de trabajo, programación de producción y otras funciones de organización
eran responsabilidades de la ingeniería, para los momentos de implementar estos
conceptos revolucionaron la producción industrial. Para 1884, Taylor empieza con un
estudio sobre el corte de metales durante 25 años, convirtiendo el corte de metal en
una ciencia (antes el estudio de la geometría de las herramientas para cortar metal y
las velocidades y alimentaciones para el corte del metal se determinaban por
experiencia o reglas practicas).
Luego Taylor realiza un análisis de los trabajos de acarreo, por ser la tarea mas
prevalerte para la época y por la observación de la utilización del mismo tipo de pala
para la variedad de trabajos de acarreo ejecutados en la acería, con estas
justificaciones Taylor diseña diferentes tamaños y tipos de palas para las distintas
tareas ejecutadas en la acería, aumentando la productividad de paladas y reduciendo
el numero de trabajadores que ejecutaban tareas con palas de 500 a 140 hombres. El
aporte mas importante de Taylor se inicia con la práctica de ejecutar un análisis de
ingeniería a situaciones laborales humanas; especificando los requerimientos
laborales, los métodos, herramientas y equipos exactos que habían de emplearse para
ejecutar una tarea, realizando una capacitación del trabajador, con el fin de que este
realizara las operaciones según las especificaciones establecidas, esta praxis es
conocida hoy como diseño del trabajo o estudios de métodos. Para 1903 Taylor
presenta un artículo de suma importancia, titulado Administración de taller, donde
enuncia y resalta la verdadera necesidad de ingenieros capacitados en administración
de producción, los cuales son los justificativos básicos para iniciar opciones en
ingeniería industrial dentro de los departamentos universitarios de ingeniería
mecánica, que luego a su vez serán los departamentos propios de ingeniería
industrial, además de lo antes mencionado, Taylor inserta un gran numero de diversos
conceptos como lo son:
Estudio de métodos.
Estudio de tiempos.
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Estandarización de herramientas.
Formación e implementación de un departamento de planificación.
Principios de excepción de la administración.
Tarjetas de instrucción para los trabajadores.
Reglas de cálculos para corte del metal.
Métodos para calcular costos.
Selección de los empleados en relación con el trabajo.
Idea de tarea que permite una bonificación si el trabajo es determinado en el
tiempo especificado.
En la Figura Nº 1, se puede observar gráficamente el plan de incentivo salivar para
lograr, una de las ideas plasmada por Taylor, en la publicación “Principios de la
Administración”
Figura Nº 1 Plan de Incentivo Salarial
Fuente: Internet www.monografias.com/taylor/Image241.gif
Administración Científica
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Taylor sintiéndose obligado a aclarar gran parte de la confusión que rodeaba sus
técnicas, nuevamente trata de esclarecer sus conceptos con la publicación de un
nuevo articulo de forma privada entre los miembros de la ASME por su propia
cuenta, titulado Principios de la administración en 1909, este tenia un gran contraste
con respectos a los artículos anteriores (que poseían una naturaleza mas filosófica) y
en su mayo parte intentó describir y justificar su enfoque. Taylor aumento la
productividad junto con la reducción en los costos generales de mano de obra,
pagando salarios más altos; enseño a los trabajadores a trabajar esperando que estos
trabajasen con toda su capacidad por sueldos más altos; todas las consideraciones
planteadas por Taylor fueron duramente rechazadas y criticadas por la ASME, sin que
Taylor recibiese ningún tipo de aceptación importante de sus conceptos hasta
alrededor de los años 1910, siempre mantuvo la esperanza de explicar sus conceptos
muriendo de neumonía cinco años después.
Frank B. Gilbreth
Fue un gran pionero de ingeniería industrial, Gilbreth empezó a trabajar como
ayudante de albañilería, el cual era un arte en desarrollo y considerablemente con
espacios para el mejoramiento, Gilbreth propone un método eficaz para que los
albañiles colocaran ladrillos en un numero de movimientos no mayor de 5 pasos,
diferente a los 18 pasos que se utilizaban anteriormente para colocar un ladrillo, este
procedimiento fue conocido más tarde con la denominación “trabajar mas
inteligentemente, no mas duro”, esto es lo que exactamente realiza Gilbreth, buscar el
mejor método posible, por medio de un concepto innovador para su época, al analizar
el método estándar de una tarea especifica, con el fin de mejorar la productividad con
menos esfuerzo y fatiga humana de los trabajadores. Frank Gilbreth se casa con
Lillian Moller Gilbreth, una graduada Phi Beta Kappa en psicología de la Universidad
de California; los Gilbreth trabajan en estrecha colaboración; creando una gran
combinación de ingeniero y psicología, permitiendo abrir importantes caminos en el
análisis de la conducta laboral humana.
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Gilbreth, recibió una gran influencia de Taylor, pero mientras que este ultimo
aplicaba sus métodos casi exclusivamente al taller industrial, Gilbreth revelo la
generalidad de estas técnicas al aplicarlas a campos tales como construcción,
construcción de canales, educación, medicina y asuntos militares. Para 1924 Frank
Gilbreth, se había hecho internacionalmente famoso por sus grandes aportaciones,
luego muere, Lillian Gilbreth continua con la labor de su esposo, convirtiéndose en la
mujer ingeniero mas distinguida de Estados Unidos, conocida luego como la primera
dama de la ingeniería y la primera embajadora de la administración. En la Figura Nº
2, se puede observar el método de colocación de ladrillos propuesto por Gilbreth.
Figura Nº 2 Método Eficaz para la Colocación de Ladrillos
Antes Después
Fuente: Elaboración Propia
Carl Bart y Henry Laurence Gantt
Carl Barth fue uno de los socios de Taylor en Midvale Steel, este matemático, se
involucro estrechamente en las investigaciones y experimentos de corte de metal de
Taylor, ayudándole a desarrollar reglas de cálculos, que permitiesen a los trabajadores
calcular rápidamente los parámetros de alimentación y la velocidad para una
operación en particular. Barth también dirigió algunos estudios iniciales de fatiga, en
un esfuerzo de establecer asignaciones apropiadas por fatiga en el estudio de tiempos.
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Otros de los grandes asociados de Taylor fue Henry Gantt, quien luego seria
reconocido por las grafica que se utiliza hoy en día para programar equipos de
producción o tareas de planificación y ejecución en el área de mantenimiento, las
cuales llevan el nombre de diagrama o graficas Gantt, dicha grafica permite ilustrar
gráficamente el trabajo que se ha programado con antelación para cada maquina y el
progreso de estos trabajos hasta la fecha. En si, el “Diagrama Gantt” es un medio muy
útil para planear la producción, observar y planificar la utilización durante la vida útil
de un equipo.
Enseñanza y Práctica de la Ingeniería Industrial
Hugo Diemer fue el pionero en dictar un curso en la Universidad de Kansas en
1902, con el nombre de Economía de la fábrica: Diseño, equipo y organización de
una fabrica. Selección y arreglo de maquinaria para condiciones dadas. Planos de
taller. Estudio de organización y administración de establecimiento industriales. El
profesor Dexter Kimball impartió un curso de ingeniería industrial para ingenieros
mecánicos del último año en la Universidad Cornell. Según recomendaciones de
Taylor, el profesor Diemer fue contratado en la Universidad Estatal de Pennsylvania
para enseñar un enfoque de ingeniería industrial en la ingeniería mecánica,
formándose luego en 1908 el primer programa de estudios de enseñanza. Diemer con
la experiencia adquirida en el campo profesional, se dedica a escribir texto de
ingeniería industrial en 1910 con el titulo de Factory Organization and
administration, después en 1913 el profesor Kimball en Cornell publica el texto
Principles of Industrial Organization, el cual mas tarde es reconocido como un texto
estándar en el aprendizaje emergente de este campo de la ingeniería.
La práctica de ingeniería industrial tuvo algunas diferencias de evolución en
distintas partes del mundo, mientras que en Estados Unidos las etapas iniciales de
desarrollo de la ingeniería industrial estaban enfocadas completamente en la
producción de planta, Henri Fayol en Francia se ocupo de la evolución de los
principios industriales pero en toda una organización, es decir, que mientras Taylor
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desarrolla un concepto de superintendencia funcional, permitiendo las subdivisiones
corporativas de grupos como: operadores y planificadores, que a su vez ayudo a crear
un organigrama de las organizaciones de manufactura, pues antes no existía un
asistente para la planeación de las operaciones de planta del superintendente, porque
antes esta responsabilidad era únicamente competencia del superintendente de planta
y este lo realizaba solo cuando tenia tiempo adecuado.
(Emerson, 1988) usando los enfoques de Taylor y algunas de sus ideas personales
para analizar y reestructurar los esfuerzos laborales de los sistemas de ferrocarriles de
Santa Fe, con esta logra administrar la compañía implementando mejores practicas en
el taller, calculo los costos estándar y las maquinas tabuladoras para propósitos de
contabilidad, mas tarde publica un libro con el nombre de Principles of Efficiency,
que ayudo a explicar sus enfoques. Este libro tuvo mucho éxito, por precipitar los
esfuerzos de modernización en una amplia gama de empresas industriales, debido a
que la metodología aplicada por Harrington Emerson (1988) tenía aplicabilidad en
diferentes campos comerciales e industriales.
Otro aporte importante de la practica de ingeniería industrial, fue iniciado por los
Western Electric Company (ahora AT&T Technologies) en 1927, ellos establecieron
el concepto de que el aumento de producción esta seriamente vinculado con el interés
mostrado por la directiva en el estudios de los productos manufacturados, es decir,
que las frecuentes visitas a las áreas de estudios de la corporación de los altos
gerentes ayudaba a elevar la producción, por observar estos las deficiencias y mejoras
que debían realizarse en la empresa, como fue el caso de la iluminación. (Harris,
1945) fue uno de los primeros en realizar y formular una descripción grafica del
modelo más sencillo inventario, conocido como el modelo de Cantidad Económica de
Pedidos (CEP), en términos matemáticos.
Organizaciones de Ingeniería Industrial
En 1911, cuando los fundamentos de Taylor estaban en la polémica de aceptación
y de la cual surgieron distintas discusiones sobre sus innovadoras propuestas de ese
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tiempo, el mismo en conjunto con Morris Cooke y Harlow Persons, organizan una
conferencia sobre administración científica en la escuela de Amos Tuck del Colegio
Dartmouth. Un año después se funda la Sociedad de Eficiencia en la ciudad de nueva
Cork, iniciándose la Sociedad para Promover la Administración, que después de 1915
se convierte en la Sociedad Taylor. Para 1917 de forma la Sociedad de Ingenieros
Industriales (SIE), con fines de representar específicamente los intereses de
especialistas y gerentes de producción, a diferencia de la orientación hacia la filosofía
general de la administración desarrollada por la Sociedad Taylor. Luego del deseo de
varias personas por desarrollar programas corporativos de capacitación para personal
administrativo se forma la Asociación Estadounidense de Administración (AMA) en
1922, siendo la principal organización de los Estados Unidos que representa al arte y
la ciencia de la administración.
En 1932 se forma en Detroit la Sociedad de Ingenieros de Fabricación (SME),
dedicada al avance del conocimiento científico en el campo de la ingeniería de
manufactura y a la aplicación de sus recursos a investigar, escribir, publicar y
diseminar información. En el año 1936 la Sociedad Taylor y Sociedad de Ingenieros
Industriales se fusionan para formar la Sociedad para el Avance de la Administración
(SAM), la combinación de estas sociedades permitió proteger los intereses de los
especialistas de producción, gerentes de producción y aquellas personas interesadas
en la filosofía general de la administración
Instituto de Ingenieros Industriales
El visionario (Stanton, 1948), profesor de ingeniería industrial de la Universidad
Estatal de Ohio, convoca para 1948 una reunión de varios de sus asociados para
considerar la formación de una nueva organización profesional que representara
dignamente a los ingenieros industriales. En agosto de 1948, con la cantidad de 12
miembros se forma la organización local Columbus del Instituto Estadounidense de
Ingenieros Industriales (AIIE), con Eldon Raney como su presidente. La revista
Journal of Industrial Engieneering fue la primera revista oficial publicada en 1949.
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En 1969 se forma una gran dicotomía de intereses dentro de la AIIE, permitiendo la
creación de dos revistas más, la Industrial Engineering, para los profesionales
practicantes, y la AIIE Transactions, para los académicos. Con todas las aportaciones
e intereses ganados por la AIIE la SAM fue absorbida por esta organización.
En 1981, con organizaciones locales en más de 70 países en todo el mundo, el
Instituto Estadounidense de Ingenieros Industriales (AIIE) eligió cambiar su nombre
a Instituto de Ingenieros Industriales (IIE) para así representar mejor a la comunidad
industrial de todo el mundo. El Instituto de Ingenieros industriales, junto con otras
disciplinas de ingeniería, es un miembro de la Sociedad Nacional de Ingenieros
Profesionales (NSPE).
Ingeniería Industrial Internacional
(Clemenceau, 1918) del ministerio francés de la guerra se refería a los métodos de
Taylor como “el uso mínimo de trabajo en cualquier tipo de labor a través de la
investigación científica de los métodos más ventajosos de procedimientos en cada
caso particular”. En 1990 los soviéticos han decidido moverse a una economía de
mercado y a prácticas industriales más occidentales como un medio para satisfacer
sus necesidades. El desarrollo interminable internacional de la ingeniería industrial es
el reciente sumario de desarrollo de la ingeniería industrial en la Republica Popular
de China, como es el caso de Zhang Shuwu, Ingeniero jefe de la empresa China
Internacional Engineering Consulting Corporation, Beijing, donde los programas de
ingeniería industrial han existido en China durante mas de 40 años bajo la
denominación de ingeniería de administración. Ingeniería de administración no es un
titulo descocido en los Estados Unidos, los ingenieros industriales que ejercen en la
industria de atención a la salud lo emplean comúnmente. Es probable que todos los
ingenieros industriales y el publico estarían mejor apercibidos si en futuro se usara el
titulo de ingeniero de administración en vez de ingeniero industrial. En China se esa
adoptando la ingeniería industrial como un medio de mejoramiento como un
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medio de mejoramiento de calidad y productividad en sus economías nacionales
respectivas.
Las tendencias actuales, sugieren que la antigua Unión Soviética, y otros países de
Europa Oriental, adoptaran cada vez más la ingeniería industrial como un medio para
el mejoramiento de la calidad y la productividad en sus economías de libre empresa
de reciente aparición. En la primera mitad del siglo pasado los ingenieros industriales
se ocupaban del diseño de plantas de fabricación y controles para operarla. En la
segunda mitad del siglo pasado la ingeniería industrial ha tomado un nuevo curso con
la aparición de la ciencia de la administración, la ingeniería de sistemas y la ciencia
de la computación, las cuales han ampliado grandemente el alcance de la ingeniería
industrial. En economía la palabra producción se refiere a la creación de un producto
o un servicio y es aquí donde esta la clave para entender la extensión de esta actividad
en la comprensión de los verdaderos aspectos que responsabilizan la ingeniería
industrial.
Disciplinas Relacionadas con la Ingeniería Industrial
La ingeniería industrial moderna esta sujeta a muchas definiciones por las
diferentes vinculaciones, que esta tiene con otras subdiciplinas relacionadas con otros
campos. Entre los campos más comúnmente relacionados se encuentran la
administración, la estadística, la investigación de operaciones, las ciencias de la
administración, la ergonomía, la ingeniería de fabricación y la ingeniería de sistemas.
La educación de un ingeniero industrial moderno tiene fuerte combinaciones de
contenidos de conocimientos con todas o varias de las disciplinas antes mencionadas;
dicha combinaciones proporcionan la seguridad de formación de un académico en los
departamentos académicos de ingeniería industrial de las diferentes universidades,
que a su vez formara parte de la experiencia laboral adquirida por cada individuo.
Administración
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La administración es el arte y la ciencia de dirigir el esfuerzo humano, entonces
debe haber empezado cuando una persona intento poner a trabajar a otra persona. La
relación mas común, esta sujeta a la subdivisión de la administración, conocida como
administración de la producción, la cual tiene mucho que ver con la ingeniería
industrial, como también muchos autores se refieren a Taylor como el padre de
administración científica y otros se refieren a el como el padre de la ingeniería
industrial. Entonces observando estos ámbitos que puede llegar a ser diferidos un
poco, guardando una estrecha relación; sin duda el aporte mas grande que ofrece la
administración a la ingeniería industrial es la necesidad de programar, planificar,
organizar y controlar los esfuerzos humanos realizados en pro del mejoramiento de la
calidad laboral en la empresa, así como de los productos ofrecidos en el comercio. La
ingeniería industrial, es una ingeniería encargada del análisis, diseño y control de
sistemas, que producen un producto o un servicio, es por ello que la inducción en la
administración ayuda principalmente a los estudiantes a realizar un análisis, diseñar
sistemas productivos y los procedimientos a seguir en el control de operaciones
eficientes de dichos sistemas, como también se les enseña a manejar, es decir, como
dirigir los esfuerzos humano en beneficio de una meta trazada en un ambiente de
producción.
Investigación de operaciones
La investigación de operaciones se intento proporcionar como un sucesor de la
consultoría y hasta de ingeniería industrial, sin destacar las importantes actividades
de mejoramiento y aportes de la ingeniería industrial, esto sucedió después de la
segunda Guerra; aun así, en los Estados Unidos se habían vuelto bastantes flexibles
en la experimentación con enfoques nuevos, que a menudo guardaban celosamente de
sus competidores los resultados de los estudios, limitando la difusión de la
experiencia obtenida. El estudio del trabajo es la terminología equivalente de lo que
ahora se conoce como ingeniería de métodos y se llamaban antes estudio de tiempos
y movimientos en Estado Unidos.
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Ingeniería de Sistemas
La ingeniería en sistema se encarga de analizar las condiciones aparentes que se
comparan con una meta, mas aun cuando hay la existencia de un error,
emprendiéndose una acción administrativa para reducir la presencia errónea. Un
sistema exige que se obtenga una perspectiva macro para tratar eficazmente con
cualquier problema importante. Dicha acción deberá dar lugar a un cambio
significativo en las condiciones aparentes, observándose mejoras en la meta
establecida; en comparación con las condiciones aparentes pasadas. El principio de
excepción del control administrativo, que estipula la atención administrativa deberá
dirigirse a situaciones con existencia de parámetros anormales a los esperados; es por
ello que cuando se empieza a obtener dicho valores indeseables se utiliza las
acciones de la administración para que este valor retorne a un nivel normal o de
estado estable. Un texto muy importante es el publicado por (Wiener, 1948), la cual
es considerada como punto de partida de lo que se conoce por teoría general de
sistemas. Para 1946 la empresa RAND Corporation desarrollo una metodología a la
que denominaron análisis de sistemas. (Quade & Boucher, 1946), con el texto System
Análisis and Policy Plannig, definieron el análisis de sistemas como un enfoque
sistemático para ayudar al responsable de una decisión a elegir un curso de acción
mediante las investigación de su problema completo, buscando objetivos y
alternativas, comparándolos a la luz de sus consecuencias, usando un marco de
referencia apropiado, analítico hasta donde sea posible, que tanto la valoración de
expertos como la intuición se apliquen a la solución del problema.
Algunos problemas de investigación de operaciones implican un elevado numero
de ecuaciones presentando una compleja representación, en cualquiera de las
numerosa ecuaciones hace un conjunto de ecuaciones irresolubles, hoy en día gracias
a las innovaciones en las investigaciones de operaciones ofrecen soluciones a dichos
problemas. La ingeniería de sistemas se ha desarrollado con menor dependencia de
una representación matemática rigurosa de todos los aspectos de un sistema, ejemplos
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como: la simulación digital son algunas de las aportaciones técnicas usadas con
mucha frecuencia en la ingeniería de sistemas.
Estadísticas
La estadística ayuda a entender la naturaleza probabilísticas de ocurrencia
asociados a los equipos que integran una corporación, como también nos ayuda en la
parte determinista, es decir, en todas las acciones bajo consideración por contemplar
una situación particular de estudio considerada segura. La visión probabilística ha
penetrado en la práctica y educación de la ingeniería industrial
Ciencia de Administración
Este es un campo que se empezó a desarrollar en estrecha alianza con la
investigación de operaciones en la década de 1960. Las técnicas fundamentales eran
típicamente las mismas que se utilizaban en la investigación de operaciones, estas a
su vez eran diferenciadas por los conocimientos básicos de los científicos de la
administración y el área de aplicación de la disciplina. La ciencia de la administración
en su mayor parte, fue resultado del deseo de muchos programas de administración
de negocios y administración industrial, donde se empleaban las nuevas técnicas y
métodos descubiertas por la investigación de operaciones.
Ergonomía
Conocida antes como factores humanos, es una subdisciplina de la ingeniería
industrial, estrechamente asociada con la psicología industrial y experimental. El
campo de la psicología ha producido una riqueza de información y teoría acerca del
cuerpo y la mente humana que esta a la disposición de los ingenieros en factores
humanos. Los sistemas de ingeniería industrial por naturaleza son a menudo sistema
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humano-maquina, en contraste con los sistemas de hardware en ingeniería eléctrica.
Una cantidad importante de investigación en ergonomía se esta llevando a cabo
actualmente en los departamentos de ingeniaría industrial, complementando la
continua investigación en psicología industrial.
Ingeniería de Manufactura
La ingeniería de manufactura es un nombre de función industrial familiar en
empresas de manufactura. La ingeniería industrial y la ingeniería de manufactura son
funciones distintas y complementarias en una empresa de manufactura, tanto así, que
la mayoría de las empresas necesitan que ambas funciones estén representadas en sus
organizaciones para que sean verdaderamente eficientes. Si se intentase sustituir una
función con la otra, la función omitida típicamente representa una debilidad en esa
empresa manufacturera que probablemente limitara la capacidad global del esfuerzo
técnico en esa organización.
Un departamento típico de manufactura esta compuesto de numerosos
profesionales técnicos (ingenieros mecánicos, eléctricos, químicos, estructurales, en
mantenimiento, matemático, termodinamicista, en materiales, científicos de
computación u otros), cada profesional representa una parte integral de los procesos
técnicos en uso de una planta manufacturera. El núcleo típico de departamento de
ingeniería industrial, es una colección más homogéneas de profesionales, compuesto
generalmente de ingenieros industriales, con o sin grado académico y
técnicos/tecnólogos; también se puede incluir otros especialistas con experiencia en
psicología, administración, ciencia de la computación y estadística, así como otras
disciplinas especiales de ingeniería. Cabe destacar que la identidad más pequeña
tratada por un ingeniero es la máquina, por ser para un ingeniero industrial la caja
negra con una variable tasa de producción, una tasa de rendimiento, habilidades
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necesarias del operador, cantidades de proceso y otros atributos del sistema de
producción.
CAPITULO II
Diseño de Sistemas de Producción
En el siguiente capitulo se detallara todas las herramientas, y las aportaciones que
hace de la ingeniería industrial una profesión de gran importancia dentro de una
organización, su campo laboral esta ampliamente contenido en tareas diversas como:
proceso de diseño, economía de movimientos, reducción de costos, medición de
tiempos, manejo de materiales, ergonomía, con la ayuda de sistemas computarizados.
Proyecto y Diseño Asistido por Computadora (CAD)
Para los días de Taylor el diseño se pudo haber realizado con una simple vara
sobre el piso del taller de moldeado, pero en la actualidad los medios preferidos para
los diseños de producción comienzan a ser CAD/CAE/CAM, es decir, diseño asistido
por computadora, ingeniería asistida por computadora, fabricación con ayuda de
computadora, respectivamente. La mayoría de las personas subestima la revolución
de la computación asociada a tareas implicadas con el CAD (proyecto y diseño
asistido por computadora) al pensar que con esta herramienta se realizan simplemente
bocetos electrónicos; lo cual no es cierto, esta herramienta posee tanta radicalidad en
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la elaboración de un producto, antes de que este exista. Los sistemas de software
completamente integrados dentro del diseño tanto de procesos como de plantas se
conocen comúnmente como manufactura integrada por computadora (CIM); todas
plantas, cada día de la semana, avanzan lentamente hacia la última meta, establecer el
CIM par progresar e innovar los métodos para elaborar un producto, dicho progreso
va a diferentes velocidades, prontos a cumplir con el objetivo.
Desde los días de Taylor los ingenieros industriales se han preocupado por el
diseño de las plantas manufactureras, al principio la atención se centraba en la
actividad alrededor del lugar de trabajo del obrero, y este tipo de análisis se denomino
inicialmente estudio de tiempos y movimientos y mas tarde ingeniería de métodos;
luego se le da atención a los métodos par el manejo de materiales entre las entidades
dentro de una planta. Estas dos áreas de análisis se conocen comúnmente como
manejo de materiales y diseño de planta, respectivamente. Todo diseño de planta es
conocido por el círculo de ingeniería industrial conformado de por tres actividades las
cuales son: ingeniería de métodos, manejo de materiales y configuración de la planta.
Los ingenieros industriales deben diseñar primero el sistema de producción que habrá
de albergarse en la instalación, conociendo que un sistema de producción no puede
ser mejor que sus diseños de estación, debido al predominio de las funciones
laborales que realizan desde las estaciones de trabajo los obreros, es decir, donde esta
la acción. En la Figura Nº 3, se muestra un diseño de planta asistido por computadora.
Figura Nº 3 Diseño de una Planta Asistido por Computadora
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Fuente: Internet www.systemcover.com
Ingeniería de Métodos
La ingeniería de métodos estudia tanto el estudio de métodos como la medición de
trabajo; diferenciando, el estudio de métodos se refiere principalmente al diseño,
mientras que la medición del trabajo se ocupa del control; coexistiendo entre ambos
un alto grado de interdependencia.
Estudio de Métodos
El estudio del diseño detallado de estaciones de trabajo, y en menor grado de las
relaciones existentes entre las estaciones de trabajo métodos, denominado como
estudio de métodos. Cuando se realiza una planeación se hace un estimado del tiempo
que le llevara a un empleado típico realizar una tarea dada en una estación de trabajo.
Cuando el empleado ha aprendido una tarea y cuando las condiciones que afectan a
esta tarea se hayan estabilizado, es decir, que las herramientas, materiales, métodos y
condiciones estén disponibles y se apliquen consistentemente, la administración
normalmente debe realizar un nuevo estudio detallado del nuevo tiempo de trabajo.
Es mediante observación y análisis, que un ingeniero o técnico industrial define y
documenta el método estándar, como también el estándar del tiempo a utilizar para
21
realizar una tarea, incluyendo los márgenes no productivos. Con dicho tiempo, es con
el que la administración pronostica acerca de cuanto tiempo, deberá tomarse un
empleado capacitado típico a una velocidad normal de actividad al realizar una
operación requerida, por unidad de producción.
El tiempo proporcionado permite a la gerencia una base para determinar el
rendimiento del empleado, durante un periodo de tiempo establecido y el número de
unidades producidas por un empleado, con base al tiempo estándar. El proceso para
determinar el tiempo estándar para una operación se llama medición de trabajo. El
término de ingeniería de trabajo significa tanto el estudio de métodos como la
medición del trabajo, que responde las preguntas ¿Cómo deberá realizarse una tarea?,
y ¿Cuánto tiempo deberá tomar el realizar la tarea, incluyendo los márgenes?
Técnicas de Representación Grafica
Los enfoques tradicionales en la ingeniería de métodos pueden clasificarse como
métodos gráficos, los cuales ofrecen una dimensión visual para un problema y
también encauzan la recabación de datos. Este método se ha estado utilizando por
durante varios años para mostrar en una figura las operaciones e inspecciones, en su
secuencia, hasta llegar al producto terminado; los mas común que sucede en la
mayoría de las empresas, es que las áreas en una planta estén deficientemente
ubicadas en relación de una con otras, en comparación con la disposición de la
maquinaria dentro de cada una y las definiciones tradicionales de operación incluyen
todo el trabajo realizado por un empleado o una cuadrilla en una ubicación y
momentos dados. Para ello es necesario de la creación de una grafica del proceso de
operaciones, pero esta grafica estará restringida solo a operaciones e inspecciones; si
se crease una grafica del proceso de flujo, incluiría la consideración de movimientos
(manejo de materiales), retrasos (productos bajo el control de producción) y
almacenajes (producto fuera del control de producción y pertenecen al almacén), la
utilización de un tipo u otra dependerá de las condiciones dadas en la empresa. El
estudio de métodos es predominante en el estudio del transporte dentro de una
22
estación de trabajo, mientras que el manejo de materiales se refiere al manejo de
materiales entre estaciones de trabajo. En la Figura Nº 4, se puede observar el uso de
graficas para la elaboración y fabricación de un elemento muy común en cualquier
ambiente, como es el caso de la silla.
Figura Nº 4 Diagrama de Proceso de Fabricación de Silla
Fuente: Internet www.gestiopolis.com
Los procesos de producción típicos abarcan solamente dos funciones principales:
transformaciones y movimientos; las transformaciones hacen que el producto cambie
de naturaleza y valor conforme los materiales combinados ofrecen mayor utilidad; los
movimientos de material representa un mal necesario, debido que el movimiento de
partes y componentes terminados no incrementan la útil función de los productos. Es
por ello que la función principal que posee las configuraciones de planta consiste en
reducir costos de manejo de material. Otro tipo de gráfica permite agrupar o arreglar
las consecuencias de sucesos en lo tocante a los recursos empleados de modo que se
determine un tiempo mínimo de producción unitaria.
Diseño de lugar de trabajo
23
Es importante considerar que un empleado típico trabaja en una estación de trabajo,
más no en una planta y solo el efecto agregado bien diseñado es lo que da lugar a una
planta productiva, que es lo esperado a obtener. La mayor parte del trabajo de la
ingeniería de métodos se realiza en las estaciones de trabajo, y como meta tiene el
desarrollar un mejor diseño para una estación de trabajo, de tal modo que una
secuencia de movimientos coordinado de las manos permita al empleado un tiempo
de operación mínima, logrando transformaciones del producto con un costo laboral
mínimo. La estación ideal de trabajo reduce al mínimo el manejo intraoperacional
gracias a un análisis detallado y a la especificación del método exacto que se deberá
utilizar.
Principio de Economía de Movimientos
En el pasado era muy popular la frase “sentarse o permanecer de pie”, lo que
permite hablar de los principios de la economía de movimientos, realizados por un
empleado al momento de realizar su trabajo. Según (Barnes, 1980) plantea la
existencia de veintidós principios de economía de movimientos Tabla Nº 1.
Tabla Nº 1 Principios de Economía de Movimientos
1. Las dos manos deben comenzar y terminar sus movimientos al mismo tiempo.2. Las dos manos no deben estar ociosas al mismo tiempo excepto durante periodos de descanso.3. Los movimientos de los brazos deben hacerse en direcciones opuestas y simétricas, y se deben hacer simultáneamente.4. Los movimientos de las manos y cuerpo deben confinarse a la clasificación más baja en la cual sea posible realizar el trabajo satisfactoriamente.
a. Movimiento de un dedo.b. Movimiento de la muñeca.c. Movimiento del codo.d. Moviendo desde el hombro.e. Movimiento del tronco.
5. El impulso se debe aprovechar para ayudar al trabajador cuando sea posible, y se debe reducir al mínimo si es necesario superarlo con esfuerzo muscular.6. Los movimientos curvados, continuos y uniformes de las manos son preferibles en línea recta que impiden cambios repentinos y abruptos de dirección.7. Los movimientos de envión son más rápidos, más fáciles y más exactos que los movimientos restringidos (de fijación) o “controlados”.
24
8. El trabajo debe disponerse de tal modo que permita un ritmo fácil y natural siempre que resulte posible.9. Las fijaciones a la altura de la vista deben ser contadas y estar juntas unas de otras como sea posible.10. Debe de haber un lugar expreso y fijo para colocar todas las herramientas y materiales.11. Herramientas, materiales y controles deberán estar ubicados cerca del punto de uso.12. Se deben usar alimentadores y recientes accionados por gravedad para entregar el material cerca del punto de uso.13. Se deben usar entregas por caída cuando sea posible.14. Los materiales y las herramientas deben estar ubicados para permitir la mejor secuencia de movimientos.15. Se deben procurar condiciones buenas de visibilidad, la buena iluminación es el primer requisito para una percepción visual satisfactoria.16. De preferencia la altura del lugar de trabajo y de la silla deben ajustarse de modo que sea posible sentarse y permanecer de piel alternativamente.17. A cada trabajador se le debe proporcionar una silla del tipo y altura que permita una buena postura.18. Las manos deben estar libres de todo trabajo que se pueda hacer ventajosamente mediante un soporte, una instalación fija o un dispositivo operado con pedal.19. Dos o más herramientas deben combinarse cuando sea posible.20. Las herramientas y los materiales deben posicionarse de antemano cuando sea posible.21. Cuando cada dedo realice algún movimiento especifico, como n una maquina de escribir, la carga debe distribuirse de acuerdo con las capacidades inherentes de los dedos.22. Palancas, volantes y otros controles deben ubicarse en posiciones tales que el operador pueda manipularlos con el cambio mínimo en la posición corporal y con la mayor velocidad y falibilidad.
Fuente: Ingeniería Industrial y Administración, Una Nueva Perspectiva
Que permite la reducción al mínimo de la energía, es decir, de la fatiga humana;
como variable importante a considerar en el desarrollo de las operaciones eficientes
de montaje de banca. El uso de estos principios en conjunto con una actitud
inquisitiva en ha sido beneficioso en el desarrollo de diseños de estaciones de trabajos
eficientes.
Ingeniería Concurrente
La necesidad de cambiar el proceso tradicional de diseño de un producto es lo
define e enfoque del termino de ingeniería concurrente o ingeniería simultanea,
permitiendo mejorar el proceso del diseño. En esta ingeniería se considera que las
secuencias del diseño (es decir, los departamentos secuenciales para la elaboración de
un producto paso a paso) debe reestructurarse para eliminar las rivalidades existentes
entre cada departamento, que sigue el producto hasta su punto final; debido a que
25
esto, no permite aplicar los fundamentos básicos de la ingeniería concurrente. Lo que
se desea es que la información proporcionada por el profesional de cada
departamento, permite obtener un conocimiento combinado para las mejoras a
realizar en el proceso de diseño de producto. La ingeniería simultánea utiliza el
concepto de un enfoque de equipo de diseño del producto, asignando a todos
profesionales que trabajen de modo conjunto y simultáneo al diseño de equipos,
evitando las propuestas individuales de un diseño, que causaría problemas en otras
disciplinas.
Los problemas de calidad en la manufactura y en el uso del producto tienen su
origen en el diseño y también por no existir una compresión adecuada de las
necesidades fundamentales del cliente. Las necesidades del trabajo en equipo, entre
ingeniería de producto e ingeniería de manufactura, permitiría un gran desarrollo en
el diseño, tanto del producto como de su proceso de manufactura.
Producibilidad
El enfoque tradicional de la ingeniería de métodos, se basaba en revaluar un diseño
de producto después de su terminación, por medio de la ingeniería de valor, pero
como el diseño del producto estaba ya prácticamente terminado, algunos diseñadores
defendían la posición de defender los diseños originales; la ingeniería de valor es
eficaz al descubrir defectos de diseño antes de que estos estén terminados para salir al
campo. Existen dos enfoques con respecto a la producibilidad de un producto, se
puede observar en la Tabla Nº 2.
Tabla Nº 2 Objetivos de la Producibilidad
ENFOQUE OBJETIVO
Ingeniería de MétodosCrear el mejor diseño de estación de trabajo para un diseño de trabajo para un diseño dado de producto y con el equipo y las herramientas disponibles.
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Ingeniería de Producto
Producir el diseño de producto más fabricable; emplear equipo o herramientas existentes o compradas o fabricar otros nuevos si es necesario, y luego proporcionar el mejor diseño de estación de trabajo.
Fuente: Elaboración Propia
Fabricabilidad
La fabricabilidad de un producto, se basa en la existencia o no suficiente de
experiencia para fabricar un elemento requerido para los procesos de manufactura. En
los últimos años a medida que los ingenieros reciben una educación cada vez más
teórica en ingeniería, suprimiendo los contenidos prácticos que proporcionaban una
compresión del maquinado y otros equipos de procesamientos, esenciales en los
procesos de elaboración y fabricación de un producto.
Robótica
La década de 1980, fue la introducción de los mecanismos automáticos, o robots,
en la industria. Los robots funcionan bien en tareas donde el mismo producto siempre
esta disponible en el mismo lugar y con la misma orientación, en la industria la
presencia de robots abundan en las tareas que implican ambientes hostiles como:
soldar, perforar agujeros en componentes, forjar componentes, pintar componentes,
montajes u otros; debido a que estos, no perciben dichos ambientes, por no ser
afectados. Los robots tienen su lugar en la industria, pero existen tareas donde la
presencia de un robot es una mala elección, siendo una tarea importante del ingeniero
industrial saber distinguir entre opciones buenas y malas. Es importante considerar
que un robot agregado a un proceso puede ser un factor positivo o negativo, según la
aplicación en relación con la funcionalidad, disponibilidad, selección y costo que este
pueda llegar a generar.
Medición de Trabajo
27
La medición del trabajo ha sido un papel fundamental en el campo de la
ingeniería industrial, constituyendo un área en constante desarrollo teórico y práctico
con el paso de los años. Muchos ingenieros han sido influenciados, por optar la
medición de trabajo como algo antiguo e irrelevante, pensando que con la
matematización es posible evitar la molesta necesidad de tratar directamente con los
trabajadores para determinar cuanto tiempo les lleva realizar sus tareas laborales. Es
importante mencionar que la matematización jamás eliminará la necesidad de
determinar tiempos de operación. Cuando Taylor ofrece el concepto de medir el
tiempo de la actividad humana como un medio para monitorear el rendimiento laboral
en la industria, no se equivocaba al plantear esta variable tan importante para la
historia de la ingeniería industrial.
Estudios Cronométricos de Tiempos
Taylor recomendó, descomponer una operación en sus elementos, con el fin de
permitir su análisis, facilitando la observación del tiempo transcurrido al final de cada
elemento durante cierto numero de ciclo de estudio, luego el analista detalla la tasa
de actividad del operador y registra un factor de clasificación de rendimiento, que es
aquel ritmo observado por el operador en comparación con el concepto obtenido a un
ritmo normal para motivo de estudio, considerando las tolerancias aplicables para la
operación. Para la realización de los estudios de tiempos es necesario de dispositivos
portátiles de recabación de datos, como software de apoyo que ayuden a reunir y
resumir los datos, para luego descargarlo a una computadora personal y proceder al
procesamiento de al información.
Estudios de Micromovimientos
Gilbreth fue el pionero en tratar de identificar los movimientos básicos que se usan
en el trabajo humano, quien invento esta técnica conocida como estudio de
micromovimientos; filmando varias formas alternativas para realizar una operación,
28
posteriormente se analizan las graficas para planificar combinaciones de secuencias
de movimientos, que reduzcan al mínimo los tiempos de ciclo unitario, capacitando al
empleado para que ejecute la operación con el mejor método posible.
Sistemas de Tiempos Predeterminados
Otra técnica similar al estudio de micromovimientos se conoce comúnmente como
sistema de tiempo de predeterminados. La medición de tiempo de los métodos
(MTM), descompone una operación en una secuencia de pasos elementales,
aplicando la suma de los tiempos para estas actividades detalladas convirtiéndose en
la base para establecer el tiempo estándar para realizar la operación. Otro sistema de
tiempo predeterminado, es el propuesto por la organización H. B. Maynard en Suecia,
denominado “Técnica de Secuencia Operacional Maynard” (MOST), esta técnica se
adapta mejor para ambientes laborales con operaciones de ciclos medio a largo,
permitiendo medir con estándares de tiempos establecidos el desempeño
departamental global. El desarrollo de análisis de trabajo no repetitivo, ha generado
una nueva técnica denominada “Muestreo de Trabajo”.
Muestreo del trabajo
El muestreo de trabajo es la teoría que se fundamenta con la estadística para lograr
predecir algunos eventos o situaciones industriales; con la ayuda del teorema del
límite central, el cual estipula la distribución de medias muestra, independientemente
de la distribución de la población de la que se le saca la información, se acercara a
una distribución normal como un limite, conforme aumenta de tamaño de la muestra.
El foco principal del muestreo de trabajo es elevar al máximo el rendimiento,
motivar a los trabajadores, para que estos sean decisivos para una operación de
producción con efectividad de costo.
29
Datos Estándar
Esta técnica consiste en usar los elementos de trabajo de mínimo común
denominador, de aquellos estudios anteriores u otras fuentes de medición de trabajo,
para lo que se hace innecesario volver a realizar un estudio de elementos de trabajo
cronometrados en el pasado; en general dicho estudio deberá emprenderse de tal
modo que los datos elementales generados sean útiles para necesidades futuras de
datos estándar. Los datos estándar constituyen un método muy eficiente para
establecer estándares de tiempos, por medio de un analista, este revisara un boceto del
componente que ha de fabricarse, visualiza los elementos del maquinado y sus
secuencias, extrayendo los datos elementales apropiados de los datos disponibles,
con lo cual produce un estándar de tiempo para la operación. Es importante
mencionar que un estudio de muestreo del trabajo, no mejora los métodos usados por
quienes realizan el trabajo, solo logra determinar el porcentaje del tiempo ejecutado
para realizar una actividad especifica; ahora un estudio de métodos del trabajo
probablemente es lo mejor para apreciar un mejoramiento importante en la
productividad.
Planeación y Diseño de Instalaciones
La ingeniería de métodos se refiere al diseño de la estación de trabajo y la
medición del trabajo asociada con tales diseños. La planeación y diseño de las
instalaciones determina por medio de un análisis, el diseño de todo un sistema
productivo. La configuración de planta, implica el diseño de una planta o de otra
instalación productiva, además de la determinación de cuales de las instalaciones se
necesitan, que tamaño y en donde estará la ubicación de cada planta; para satisfacer
los objetivos corporativos. La planeación y el diseño de las instalaciones, realiza el
mejor arreglo del número apropiado de las diversas entidades, necesitadas en el
diseño de una instalación de producción, las cuales están estrechamente relacionadas
30
con el manejo y almacenamiento de materiales, debido a que los costos de manejo de
materiales es el criterio clave para evaluar con éxito el diseño de una planta.
La responsabilidad y meta global del ingeniero industrial es la de diseñar una
instalación de producción, que elabore a un costo mínimo, una tasa estipulada de
producción. Conforme de va desarrollando un nuevo diseño de planta, el diseño del
producto también cambiara. El diseño de la planta es primero macro, luego micro,
para ser finalmente macro, es decir, la primera preocupación ha de ser el tamaño
espacial y el arreglo de las áreas principales de la planta, después la configuración
detallada de las entidades dentro de un área, por ultimo se ajusta los diseños de área
para llegar a una configuración general y total.
Tipos de Diseños
La primera decisión a tomar en el diseño e planta es que tipo de diseño usar;
existen tres tipos esenciales de diseño de planta: 1. De procesos; 2. De productos; 3.
De ubicación fija. Escoger entre los tipos de diseño de procesos y de productos
implica comparar los efectos de costos de utilización de equipos, los costos de
manejo de materiales, incluyendo también la consideración de los efectos del control.
Un tipo particular de diseño adoptado en la década de 1980, es una celda de
manufactura, que en vez de mover todos los productos entre los departamentos de
proceso existentes, se establece una secuencia de equipos requeridos como unidad de
producción independientes y se repite tantas veces como sea necesario hasta obtener
la producción requerida, si alguna de las celdas presenta algún problema, este no
interferirá con la producción de las otras celdas.
La celda de manufactura también reduce los costos de manejo de material de los
productos sujetos al proceso, debido a que las maquinas sucesivas para un proceso se
ubican en serie. La desventaja de este diseño es que si los tiempos de ciclo inherentes
del equipo ubicado en una celda no son de magnitudes similares, el resultado es una
subutilización del equipo; será entonces decisión del ingeniero industrial evaluar y
determinar las ventajas y desventajas de los procesos alternativos, como también
31
seleccionar el arreglo que sirva mejor al procesamiento de los productos qué habrán
de fabricarse.
Grafica de Relación de Actividades
Como se explicó anteriormente el diseño de una planta primero es macro, donde se
halla como problema en esta etapa, la determinación de la ubicación espacial relativa
de las áreas principales de la planta. Un método conocido como la gráfica de relación
de actividades, desarrollado por (Muther, 1961); permite registrar relaciones
espaciales deseadas, primero se hace relaciones de los bloque existentes en la planta a
tamaños iguales, cortándose y reordenándose según lo deseado, luego se cambian los
tamaños de las áreas para que representen mas apropiadamente sus tamaños
individuales a escala; manteniendo siempre consistencia con el paso anterior, por
ultimo se diseñan las formas generales de las áreas de la planta conformando una
forma exterior simple. Es importante determinar una escala de error, pues mientras
más grande sea la escala de error, mayor será su efecto sobre los costos, razón por la
cual es necesario efectuar un análisis de macro a micro en el trabajo de diseño. En la
Tabla Nº 3, se observa una tabla elaborada por Apple, donde reseña una lista de las
características que debe poseer un buen diseño de planta.
Tabla Nº 3 Marcas de un Buen Diseño de Planta
1. Interrelaciones entre actividades planeadas.2. Patrón planeado de flujo de material.*3. Flujo en línea recta.* 4. Retroceso mínimo.* 5. Líneas auxiliare de flujo. 6. Pasillos rectos.* 7. Manejo mínimo entre operaciones.*8. Métodos planeados de manejo de materiales.* 9. Distancias mínimas de manejo.* 10. Procesamiento combinado con manejo de materiales.* 11. El momento avanza de la recepción al embarque.*
21. Espaciamiento adecuado entre instalaciones.22. Edificio construido en tomo de diseño. planeado. 23. Material entregado a los empleados y retirado de las áreas de trabajo.* 24. Necesidad mínima de caminar de parte de los operadores de producción.25. Ubicación apropiada de instalaciones de servicio a producción y al empleado.26. Manejo mecánico instalado donde sea aplicable.* 27. Funciones adecuadas de servicio al empleado. 28. Control planeado de ruido, suciedad,
32
12. Primeras operaciones cerca de la recepción.*13. Ultimas operaciones cerca del embarque.*14. Almacenaje en punto de uso cuando sea apropiado.* 15. Diseño adaptable a condiciones cambiantes. 16. Planeación para expansión ordenada.17. Bienes mínimos en proceso lógicas.18. Material mínimo en proceso. 19. Uso mínimo de todos los niveles de la planta.20. Espacio de almacenaje adecuado.
emanaciones, polvo, humedad, u otras.29. Tiempo máximo de procedimiento para tiempo total de producción.30. Manejo manual mínimo.* 31. Re-manejo mínimo.* 32. Las particiones no impiden el flujo de material.* 33. Manejo mínimo por trabajo directo.* 34. Remoción planeada de desperdicios.*35. Recepción y embarque en ubicaciones.*
Fuente: Tomada de James M. Apple, Plant Layout and Materials Handling
De las 35 características, solo 20 se relacionan directamente, con el manejo
material y están marcadas con un asterisco para dirigir la atención a la importancia
que pose el manejo de materiales dentro del proceso de diseño de planta.
Diseño de Planta Computarizados
El desarrollo de estos últimos años en los métodos asistidos por computadora, con
fines de ayudar en áreas especificas al diseño de plantas. Uno de los métodos más
conocidos es el CRAFT, desarrollado para determinar los arreglos espaciales de los
departamentos de producción, reduciendo al mínimo los costos totales de manejo de
materiales incurridos entre los departamentos. Esto se realiza con un diseño inicial,
luego se calcula el costo inicial por pie lineal de manejo de material entre cada par de
departamentos, para desarrollar un diseño dentro del programa que reduzca el costo
total del manejo de materiales, el software itera sucesivamente, tantas veces como sea
necesario hallando nuevos intercambios hasta que no puede encontrar mas.
La CIMTECHNOLOGIES Corportation en Ames, Iowa, desarrollo dos software
de gran utilidad para los diseñadores de instalaciones industriales, los cuales son:
FactoryCAD y FactoryFLOW. FactoryCAD es una extensión del software CAD para
Auto CAD, desarrollado específicamente para ayudar al ingeniero industrial a diseñar
instalaciones industriales. FactoryFLOW permite determinar los costos de manejo de
33
material asociados con un diseño particular. Ambos software constituyen un recurso
para el desarrollar y representar diseños de instalaciones industriales con efectividad
de costos.
Simulación por Computadora
De todas las técnicas aplicadas en la planeación y diseño de instalaciones, en la
ingeniería industrial en su totalidad, la simulación ha sido la más productiva hasta la
fecha. La simulación por computadora permite evaluar las características
operacionales dinámicas del diseño de un proceso de producción. Un programa de
simulación modela los flujos análogos de material y componentes en el tiempo,
acumulaciones que resultan de los tiempos de procesamiento, restricciones de manejo
y almacenaje de material, y muchos otros efectos, proporcionando una visión
preliminar completa del proceso de producción, es decir, simula un sistema de
producción, a fin de poder reajustarlos hasta una considerable reducción de material
que se estará procesando y un sistema que casi siempre tiene el rendimiento
pretendido originalmente. Sin una simulación previa, las necesidades de
almacenamiento son difíciles de estimar; en consecuencia, se llega a sobreestimar, en
un afán de evitar riesgos.
Manejo de Materiales
Analizar el manejo de materiales es siempre una parte del diseño de planta, el
ingeniero de métodos, el diseñador de la planta, el manejo de materiales, son parte del
diseño de una instalación de producción y difícilmente pueden tratarse por separado.
El manejo de materiales es un campo en el cual hay una considerable cantidad de
información acerca del equipo y una incapacidad general para cuantificar problemas;
por lo que la experiencia favorece mejor la esperanza para resolver problemas de
34
manejo de material, el consultor en manejo de materiales debe conocer en forma
general las capacidades y limitaciones primarias de la amplia gama, de mas de 430
tipos diferentes de equipos de manejo de materiales, en la Tabla Nº 4, se enumeran
los 20 principios primarios del manejo de materiales, proporcionado por el Consejo
Universidad- Industrial del Instituto de Manejo de Materiales.
Tabla Nº 4 Los 20 Principios de Manejo de Materiales
1. Principio de Orientación: Estudiar el problema a fondo antes de las planeación preliminar con el propósito de identificar métodos y problemas existentes, restricciones físicas y económicas, y para establecer requerimientos y objetivos futuros.
2. Principio de Planeación: Establecer un plan para concluir requerimientos básicos, opciones deseables y la consideración de contingencias para todas las actividades de manejo almacenaje de materiales.
3. Principio de Sistemas: Integrar aquellas actividades de manejo y almacenaje que sean económicamente viables en un sistema coordinado de operaciones incluyendo recepción inspección almacenaje producción montaje empacado almacén embarque y transportación.
4. Principio de carga unitaria: Manejar el producto en una carga unitaria tan grande como sea posible.
5. Principio de Utilización del Espacio: Hacer uso eficaz de todo el espacio cúbico.6. Principio de Estandarización: Estandarizar métodos y equipo de manejo cuando sea posible.7. Principio de Ergonomía: Reconocer capacidades y limitaciones humanas al diseñar equipo y
procedimientos de manejo de material para una interacción efectiva con las personas que usan el sistema.
8. Principio de Energía: Incluir consumo de energía de los sistemas y procedimientos de manejo de material cuando se hagan comparaciones o se preparen justificaciones económicas.
9. Principio de Ecología: Usar equipo y procedimientos de manejo de material que reduzcan al mínimo los efectos negativos sobre el medio ambiente.
10. Principio de Mecanización: Mecanizar el proceso de manejo cuando sea factible, para elevar la eficiencia y la economía en el manejo de materiales.
11. Principio de Flexibilidad Usar métodos y equipo que puedan ejecutar una diversidad de tareas bajo una diversidad de condiciones de operación.
12. Principio de Simplificación: Simplificar el manejo mediante eliminación reducción o combinación de movimientos y o equipo innecesarios.
13. Principio de Gravedad: Utilizar la gravedad para mover material cuando sea posible respetando limitaciones concernientes a seguridad daño al producto.
14. Principio de Seguridad: Proporcionar equipo y métodos seguros para el manejo de materiales que se ajusten a códigos y regulaciones existentes además de la experiencia acumulada.
15. Principio de Computarización: Considerar la computarización en los sistemas de manejo y almacenaje de materiales, cuando la circunstancia lo ameriten, para un mejor control del material y la información.
16. Principio de flujo de sistema: Integrar el flujo de datos con el flujo de datos con el flujo de material físico en el manejo y el almacenaje.
17. Principio de Diseño: Preparar una secuencia de operaciones y un acomodo de equipo para todas las soluciones viables de sistema y luego seleccionar la alternativa que integre mejor la eficiencia y la efectividad.
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18. Principio de Costo: Comparar la justificación económica de soluciones alternativas en equipo para todas las soluciones sobre la base de la efectividad económica medida por gasto por unidad manejada.
19. Principio de Mantenimiento: Preparar un plan para mantenimiento preventivo y reparaciones programadas de todo el equipo de manejo de materiales.
20. Principio de Obsolescencia: Preparar una política a largo plazo y económicamente sólida para la sustitución de equipo y métodos obsoletos con una consideración especial a los costos de ciclo de vida después de impuestos.
Fuente: Consejo Universidad- Industrial del Instituto de Manejo de Materiales.
Cada principio detallado tiene su valor en un ambiente particular, pero algunos de
los principio son ocasionalmente incompatibles. Se deben escoger los que sean
aplicables en una situación de trabajo de trabajo dada; la tendencia actual dada es un
ambiente justo-a-tiempo, es decir, poco trabajo en proceso como resulte posible. La
solución para el manejo de materiales y el aprovechamiento de las oportunidades de
manejo de materiales, implica entender los principios aplicables del manejo de
materiales para una necesidad, como también realizar las elecciones adecuadas con
base a los principios orientadores; se trata sencillamente de una cuestión de
comprender “que funciona cuando y en donde”. La mejor solución es un método de
costo mínimo para manejar el material requerido.
Ergonomía
Casi todas las carreras de ingeniería poseen al menos una materia titulada
ergonomía, ingeniería humana, factores humanos o sistemas hombre-maquina; los
sistemas de ingeniería industrial, son sistemas de personas, para diseñar estos
sistemas es necesario comprender las capacidades y limitaciones físicas y mentales de
los seres humanos. Gracias a la mecanización y a la computarización los seres
humanos intervienen menos en tareas ingratas de tipo físico y mental.
Tabla Nº 5 El hombre Comparado con la Maquina
El hombre se destacan en Las maquinas se destacan en
36
Detección de ciertas formas de niveles muy bajos de energía. Sensibilidad a una variedad extremadamente amplia de estímulos. Captación de reglas generales y abstracciones. Detección de señales en niveles de ruido muy altos. Habilidad para almacenar grandes cantidades de información por periodo largos, y recordar hechos pertinentes en momentos apropiados. Capacidad para aplicar el discernimiento cuando los sucesos no se pueden definir completamente. Improvisación y adopción de procedimientos flexibles. Capacidad para reaccionar a sucesos inesperados de bajas probabilidad de ocurrencia. Aplicación de originalidad para resolver problemas es decir soluciones alternativas. Capacidad para beneficiarse de la experiencia y alterar el curso de acción. Habilidad para realizar manipulación fina, especialmente cuando aparece mala alineación de forma inesperada. Habilidad para continuar trabajando aun cuando haya una sobrecarga de trabajo. Capacidad para razonar inductivamente
Supervisión (tanto de hombres como de maquinas). Realización de operaciones rutinarias repetitivas o muy precisas. Respuesta muy rápida a señales de control. Despliegue de gran fuerza suavemente y con precisión. Almacenaje y recuperación de grandes cantidades de información en periodos cortos. Realización de computación compleja y rápida con gran exactitud. Sensibilidad a estímulos que están más allá del rango de sensibilidad humana (rayos infrarrojos, ondas de radio, u otros). Ejecución de muchas cosas distintas simultáneamente. Procesos deductivos. Insensibilidad a factores extraños. Habilidad para repartir operaciones muy rápidamente en forma continua, y exactamente de la misma manera durante periodos largos. Operación en ambientes hostiles al hombre o que están mas allá de la tolerancia humana
Fuente: Tomada de Wesley E. Woodson y Donal W. Conover: Human
Engineering Guide for Equipent Designers
En concreto, la ergonomía es una disciplina científica o ingeniería de los factores
humanos, de carácter multidisciplinar, centrada en el sistema persona-máquina, cuyo
objetivo consiste en la adaptación del ambiente o condiciones de trabajo a la persona
con el fin de conseguir la mejor armonía posible entre las condiciones óptimas de
confort y la eficacia productiva. La definición anterior, señala el objeto básico de la
ergonomía: La adaptación de los objetos, medios de trabajo y entorno producido por
los seres humanos a la persona con el fin de lograr la armonización entre la eficacia
funcional y el bienestar humano (salud, seguridad, satisfacción). Existen principios
básicos a la hora de aplicar la ergonomía en un ambiente laboral como lo son:
1. La máquina se concibe como un elemento al servicio de la persona, susceptible
de ser modificada y perfeccionada.
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2. La persona constituye la base de cálculo del sistema persona-máquina y en
función de esta máquina deberá ser diseñada, a fin de permitirle realizar el
trabajo libre de toda fatiga física, sensorial o psicológica.
Para el logro de los objetivos de la ergonomía se precisa, además de la ingeniería,
del concurso de otras ciencias o técnicas biológicas (medicina del trabajo, psicología
industrial, antropometría, fisiología, biomecánica, higiene del trabajo, ecología,
economía) que permiten el tratamiento multidisciplinar del problema. En la Figura Nº
4, se puede observar los elementos creados por 3M, para obtener una buena
ergonomía de los empleados en su sitio de trabajo.
Figura Nº 4 Sistemas de Ergonomía 3M
Fuente: Internet www.serviciosmarketing.com
Los siguientes puntos se encuentran entre los objetivos generales de la ergonomía:
Reducción de lesiones y enfermedades ocupacionales.
Disminución de los costos por incapacidad de los trabajadores.
Aumento de la producción.
Mejoramiento de la calidad del trabajo.
Disminución del absentismo.
38
Aplicación de las normas existentes.
Disminución de la pérdida de materia prima.
Los métodos por los cuales se obtienen los objetivos son :
Apreciación de los riesgos en el puesto de trabajo.
Identificación y cuantificación de las condiciones de riesgo en el puesto de
trabajo.
Recomendación de controles de ingeniería y administrativos para disminuir las
condiciones identificadas de riesgos.
Educación de los supervisores y trabajadores acerca de las condiciones de
riesgo.
De este modo se procederá a la adecuación del trabajo al hombre, y no del hombre
al trabajo, que es la base de la ergonomía.
Conclusión
La Ingeniería Industrial en un vasto contenido de técnicas, métodos y
procedimientos, para estudiar y buscar las posibles soluciones relacionadas entre
hombre-máquinas-procesos-trabajos. Taylor pionero de la ingeniería industrial y
Gilbreth, fueron los precursores en el uso de tiempos y métodos que se orientaron a
39
los estudios de tiempo en procesos y a las adopciones de primas de salarios. La
ingeniería industrial inició la búsqueda de la mejor y adecuada adaptación de la
actividad humana y de todas sus condiciones de labor y trabajo a las facultades
humanas de percepción, mentales, sensoriales, físicas, biomotrices y otras. Con el fin
de realizar diseños, moldes y otros en herramientas, equipos, instrumentos, hombre-
maquina, tecnologías, automatización, robótica y nuevos avances, estableciendo las
mejoras en los métodos de trabajos óptimos.
El análisis de la conformación de seguridad reporta importancia en lo referido a la
estabilidad y a la precaución de no dejar elementos que pueda ocasionar daño (cortes,
golpes), al usuario del puesto de trabajo, son alguna de las grandes generalidades que
contempla la ingeniería industrial. Cuando cualquier empresa agrega, por medio de la
ingeniería industrial, la administración, se aproxima cada vez, a evolucionar mejorar
y aumentar su capacidad de producción.
Todavía falta mucho por aportar e innovar en las compañías, con el avance de las
tecnologías se podrán ir definiendo nuevos términos y usos aplicados a la Ingeniería
Industrial, la cual tendrá herramientas para los distintos estudios de tiempos y
movimientos, procesos, producciones terminales, y en otras aplicaciones orientadas al
trabajador y a los consumidores.
Bibliografía
Alain Wisner/Humanitas. (1998). Ergonomía y Condiciones de Trabajo. (Segunda
Edición). Buenos Aires, Argentina: Editorial Humanitas.
40
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(Segunda Edición).
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Pericias Criticas E y P 2006-2008. HIDROEX - PDVSA. Venezuela.
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materiales. [Buscador-Imágenes]. Consultado de la World Wide Web:
http://www.google.com.ve
41
ANEXOS
Anexo A
42
Fuente: Internet www.ergonomia.cl
Posición Ergonómica de Trabajo
Anexo B
43
Fuente: www.estrucplan.com.ar
Principios de Estudios de Micromovimientos
44
Anexo C
Fuente: www.estrucplan.com.ar
Diseños ergonómicos básicos de un puesto de trabajo ante una PC
45
Anexo D
Fuente: www.estrucplan.com.ar
Posibilidades de ajuste de los diferentes elementos del puesto de trabajo ante un
vídeo Terminal
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Anexo E
PARA QUE Los objetivos del controlCARACTERÍSTICAS
DEL PROCESO DE
CONTOL
QUE El evento de/para control que debe ejecutarse
DONDE El lugar preciso del evento de/para control
CUANDO El indicativo de prioridad y frecuencia del control
CUANTO Cuantificación de esfuerzos y resultados
COMO Método de ejecución Criterios de aceptación y rechazoPLANIFICACIÓN DEL
PROCESO DE
EJECUCIÓN
CON QUE Insumos requeridos y cuanto de cada uno
CON QUIEN
Personal requerido y cuánto de cada especialidad/nivel
TIEMPO Tiempo de ejecución de cada evento de/para control Período de validez del plan
COSTO Estimado del costos según la planificación del control Balance económico costos-beneficios
Fuente: Logística de Materiales
Criterios para el Proceso de Planificación y Control de un Trabajo
47
