La situación actual de la industria de la manufactura está asociada a una fuerte competencia global, caracterizada por la demanda de mayor variedad de productos, con fuertes presiones para reducir los costes de producción, así como la rápida adaptación a las fluctuaciones en la demanda de producción, al mismo tiempo que el requerimiento de cumplir con las regulaciones del producto (durabilidad, resistencias, seguridad, reciclaje…) y producción (impacto ambiental, seguridad...) en los diferentes mercados.

Entender las funciones, los dominios y el contexto actual de los sistemas de manufactura, comprender sus diferentes tipos, e identificar las áreas o criterios de interacción con el trabajo manual/humano permitirá comprender la complejidad de la manufactura como un sistema sociotécnico, influenciado por factores externos, tecnológicos y humanos, que se combinan y juegan un papel crítico en el proceso de diseño y desarrollo de los sistemas de manufactura actuales.

1.1 Sistemas de manufactura, definiciones y contexto

El equipo incluye:

• Máquinas y herramientas de producción.
• Dispositivos de posicionamiento de manipulación de materiales y de trabajo.
• Los sistemas informáticos.

Los recursos humanos son necesarios, ya sea a tiempo completo o de forma periódica, para mantener el sistema en funcionamiento.

Un sistema de manufactura es cuando se desarrolla un trabajo con valor agregado para los materiales, componentes y los productos.

Figura 1. El sistema de manufactura y sus elementos

Mikell P. Groover (2007). Automation, Production Systems, and Computer-Integrated Manufacturing (3rd Ed.). USA: Prentice Hall.

Los sistemas de manufactura pueden representarse por dos dominios o subsistemas (figura 2):

1. La planta o línea de producción: incluye la nave de producción, el equipo (máquinas de producción, herramientas, equipos de manejo, inspección, equipos y sistemas de control) y la forma en que el equipo está organizado (distribución de la planta o layout).


2. Los sistemas de apoyo a la manufactura: el conjunto de procedimientos utilizados por la compañía para gestionar la producción y para resolver problemas técnicos y logísticos en materiales de pedido, mover materiales o productos a través de la fábrica, y asegurar que los productos cumplen con los estándares de calidad. Estos sistemas involucran el ciclo de actividades de procesamiento de información que consiste en cuatro funciones:


• Funciones de negocio: ventas y marketing, la entrada de pedidos, el costo de contabilidad, facturación al cliente.
• El diseño del producto: investigación y desarrollo, ingeniería de diseño, taller de prototipo.
• Planificación de manufactura: planificación de procesos, planificación de la producción (MPS), MRP, planificación de la capacidad.
• Control de la manufactura: control de planta, control de inventario, control de calidad, mantenimiento.





Figura 2. El sistema de manufactura y sus diferentes dominios

Mikell P. Groover (2007). Automation, Production Systems, and Computer-Integrated Manufacturing (3rd Ed.). USA: Prentice Hall.




El contexto actual de los sistema de manufactura está principalmente caracterizado por:

• Globalización: los países en vías de desarrollo (como China, India, México) se están convirtiendo en actores importantes en fabricación a nivel mundial.
• Expectativas del cliente: los clientes, y consumidores demandan no solamente productos de alta calidad, sino también a la medida y que evolucionen de acuerdo a necesidades.
• Eficiencia operativa: los fabricantes deben ser eficientes en sus operaciones para superar las ventajas geográficas y de costo de mano de obra de los competidores internacionales.
• Innovación tecnológica: para competir y continuar con la visión de crecimiento, los fabricantes deben innovar desarrollando nuevas generaciones de productos y procesos que atiendan los requerimientos emergentes de sus clientes en los mercados globales.
• Regulaciones y sustentabilidad: los fabricantes deben cumplir los requerimientos de seguridad, proceso de reciclaje y protección al medio ambiente, tanto en sus productos como en sus procesos para cada localidad (por ejemplo, los niveles de emisiones tóxicas de un vehículo).

1.2 Clasificación de los sistemas de manufactura

Clasificación de las industrias:

Haz clic en cada pestaña para ver su descripción.

En cuanto al tipo de industria, los sistemas de manufactura pueden clasificarse en dos:

→ Manufactura de proceso (Figura 3):

Normalmente asociados a producción industrial continua; su desempeño es medido por la cantidad de producción (por ejemplo: toneladas de acero, m3 de gas, toneladas de cemento).

Figura 3 La manufactura continua o de proceso

Mikell P. Groover (2007). Automation, Production Systems, and Computer-Integrated Manufacturing (3rd Ed.). USA: Prentice Hall.

→ Manufactura discreta (figura 4):

Normalmente asociada a producción industrial discreta o en etapas/pasos; su desempeño es medido por el número de unidades producidas (por ejemplo: autos, computadoras, televisores, lavadoras…).

Figura 4. El sistema de manufactura discreta

Mikell P. Groover (2007). Automation, Production Systems, and Computer-Integrated Manufacturing (3^rd Ed.). USA: Prentice Hall.

En términos de la participación humana, los sistemas de manufactura pueden clasificarse en:

→ Sistemas manuales: el trabajador realiza una o más tareas sin la ayuda de máquinas o herramientas, pero con el uso de herramientas de mano (figura 5).

Figura 5. El sistema de manufactura manual

Mikell P. Groover (2007). Automation, Production Systems, and Computer-Integrated Manufacturing (3^rd Ed.). USA: Prentice Hall.

→ Sistemas trabajador-máquina o semiautomáticos: un trabajador operando una máquina o herramienta motorizada (figura 6).

Figura 6. El sistema trabajador-máquina

Mikell P. Groover (2007). Automation, Production Systems, and Computer-Integrated Manufacturing (3^rd Ed.). USA: Prentice Hall.

→ Sistemas de manufactura automatizados: un proceso realizado por una máquina sin la participación directa de un ser humano (figura 7).

Figura 7. El sistema de manufactura automatizado

Mikell P. Groover (2007). Automation, Production Systems, and Computer-Integrated Manufacturing (3^rd Ed.). USA: Prentice Hall.

1.3 Trabajo manual en los sistemas de manufactura

Trabajo manual en los dos dominios de los sistemas de manufactura:

→ El trabajo manual en las operaciones de la línea de producción

La tendencia a largo plazo es hacia un mayor uso de sistemas automatizados para sustituir a la mano de obra; sin embargo, ¿cuándo se justifica el trabajo manual?

• Algunos países tienen costos laborales muy bajos y la automatización no puede justificarse.
• La tarea es tecnológicamente difícil para ser automatizada.
• Ciclo de vida corto del producto.
• Producto personalizado requiere la flexibilidad humana.
• Para hacer frente a los altibajos de la demanda.
• Para reducir el riesgo de falla del producto.

→ Trabajo manual en los sistemas de apoyo a la manufactura

• Los diseñadores de productos que llevan la creatividad a la tarea de diseño.
• Los ingenieros de manufactura que diseñan el equipo de producción y herramientas, y desarrollan plan de los métodos de producción y las rutas.
• El mantenimiento del equipo.
• Operaciones de programación y equipo.
• Desarrollo de proyectos de ingeniería.
• Gestión planta.

1.4 Paradigmas de producción

Paradigma es un modelo o patrón sostenido en una disciplina científica. En manufactura se consideran como modelos o patrones asociados a la forma de reaccionar o responder o de configuración de los diferentes agentes internos de los sistemas de manufactura a las influencias del mercado y de la sociedad (ver figura 1)

Figura 1. El paradigma de manufactura
Fuente: Koren, Y. (2010). The Global Manufacturing Revolution. John Wiley & Sons.
Recuperado de http://samples.sainsburysebooks.co.uk/9780470618790_sample_417896.pdf solo con fines educativos

Un paradigma tiene validez durante un periodo, sin embargo existen cambios de paradigma asociados a la evolución de los sistemas de manufactura y su entorno, generando con ello cambios de paradigma o nuevos paradigmas.

Al igual que existe interacción entre los diferentes agentes físicos del sistema de manufactura, hay también interrelación entre los diferentes paradigmas (agentes no físicos) e inclusive interacción entre los paradigmas y los elementos físicos de un sistema de manufactura. Esto último revela la importancia del estudio de los paradigmas de manufactura para el acertado diseño de un sistema de manufactura (ver figura 2).

Figura 2. Modelo de los paradigmas de manufactura Fuente: Koren, Y. (2010). The Global Manufacturing Revolution. John Wiley & Sons.
Recuperado de http://samples.sainsburysebooks.co.uk/9780470618790_sample_417896.pdf
Solo con fines educativos

En el contexto de manufactura se definen tres familias o grupos de paradigmas como sigue:

• Paradigma de producción: es un paradigma asociado al tipo de producción adoptado.
• Paradigma de diseño: es un paradigma asociado a la filosofía o criterios aplicados en el diseño de un sistema de manufactura y sus agentes.
• Paradigma de administración de la producción: es un paradigma asociado al tipo de enfoque de las tareas de optimización y mejora en los sistemas de manufactura.

Dentro de la familia de paradigmas de producción se identifican las siguientes variantes:

Haz clic en cada elemento para ver su descripción.

En la figura 3 se muestra la evolución de los paradigmas de producción de acuerdo al profesor Yoram Korem.

Figura 3. Evolución de los paradigmas de producción Fuente: Koren, Y. (2010). The Global Manufacturing Revolution. Wiley.
Recuperado de http://books.google.com.mx/...
Solo para fines educativos

1.5 Paradigmas de diseño de sistemas de manufactura

Dentro de la familia de paradigmas de diseño se encuentran las siguientes variantes :

Haz clic en cada botón para ver las descripciones de los diferentes tipos de diseños.

La figura 4 muestra la evolución de los paradigmas de diseño de los sistemas de manufactura y su relación con los paradigmas de producción de acuerdo al profesor Yoram Korem.

Figura 4. Relación de la evolución entre los paradigmas de producción, paradigmas de diseño y las tecnologías
Fuente: Koren, Y. (2010). The Global Manufacturing Revolution. Wiley.
Recuperado de http://books.google.com.mx/...
Solo para fines educativos

1.6 Paradigmas de la administración de la producción

Dentro de la familia de paradigmas asociadas al enfoque de la administración u operación de la producción se encuentran las siguientes variantes :

Haz clic en cada elemento para ver su descripción.

A continuación se muestra un resumen de la evolución de algunos conceptos asociados a los diferentes paradigmas de manufactura:

Los sistemas de manufactura son parte importante de la actividad industrial y de la economía de un país o región, principalmente porque agregan valor a las materias primas. Un sistema de manufactura es considerado como un sistema de ingeniería complejo que está influenciado por factores externos, como las demandas de los clientes, las regulaciones y las tendencias de los mercados, como la globalización, los avances tecnológicos y los nuevos materiales.

Otra manifestación de la complejidad de los sistemas de manufactura tiene que ver con los diferentes elementos que los componen y las interacciones resultantes, dentro de estos elementos se tiene principalmente productos, artefactos tecnológicos, estrategias y la participación humana.

En conclusión, un sistema de manufactura combina sus elementos para configurar tareas manuales, semiautomáticas y actividades automáticas, dependiendo de los requerimientos del cliente, los inversionistas y las características particulares del producto y mercado.

Revisa a continuación el Checkpoint: