SISTEMAS DE PRODUCCIÓN EN LA MANUFACTURA

Para operar con eficacia, una empresa de manufactura debe tener sistemas que le permitan llevar a cabo con eficiencia su tipo de producción. Los sistemas de producción consisten en personas, equipos y procedimientos diseñados para combinar materiales y procesos que constituyen las operaciones de manufactura de la compañía. Los sistemas de producción se dividen en dos categorías: 1) instalaciones de producción, y 2) sistemas de apoyo a la manufactura. Las instalaciones de producción se refieren al equipo físico y su arreglo dentro de la fábrica. Los sistemas de apoyo a la manufactura son los procedimientos utilizados por la compañía para administrar la producción y resolver los problemas técnicos y logísticos que se encuentran en la ordenación de los materiales, el movimiento del trabajo por la fábrica, y asegurar que los productos satisfagan estándares de calidad. Ambas categorías incluyen personas. Son éstas las que hacen que los sistemas funcionen. En general, la mano de obra directa (trabajadores de cuello azul) es responsable de operar el equipo de manufactura, y el personal profesional (trabajadores de cuello blanco) es el encargado de dar apoyo a la manufactura.

Instalaciones de producción 

Las instalaciones de producción consisten en el equipo de producción y el de manejo de materiales. El equipo entra en contacto físico directo con las piezas o ensambles durante su fabricación. Las instalaciones “tocan” el producto. Éstas también incluyen la manera en que el equipo se acomoda dentro de la fábrica —la distribución de la planta (layout)—. Por lo general, el equipo se organiza en agrupamientos lógicos, llamados sistemas de manufactura, tales como una línea de producción automatizada, o una celda de manufactura que consiste en un robot industrial y dos o más máquinas herramienta. 

Una compañía de manufactura trata de diseñar sus sistemas de manufactura y organizar sus fábricas para que sirvan a la misión particular de cada planta del modo más eficiente. A lo largo de los años, ciertos tipos de instalaciones de producción han llegado a ser reconocidos como la forma más apropiada de organizar una combinación dada de diversos productos y cantidad de producción, según se estudió en la sección 1.1.2. Se requieren instalaciones diferentes para cada uno de los tres rangos de cantidades anuales de producción. 

Producción de bajas cantidades En el rango de cantidad baja (1 a 100 unidades por año), es frecuente utilizar el término taller de trabajo para describir el tipo de instalación productiva. Un taller hace cantidades bajas de productos especializados y personalizados. Es común que éstos sean complejos, tales como cápsulas espaciales, aviones prototipo y maquinaria especial. El equipo de un taller de trabajo es de propósito general y el personal está muy capacitado.

Un taller de trabajo debe diseñarse para tener flexibilidad máxima a fin de poder enfrentar las variaciones amplias que se encuentren en el producto (variedad dura de producto). Si el producto es grande y pesado, y por tanto difícil de mover, es común que permanezca en una sola ubicación durante su fabricación o ensamble. Los trabajadores y el equipo de procesamiento van al producto, en vez de moverlo hacia el equipo. Este tipo de distribución se conoce como distribución de posiciones fijas, como se ve en la figura 1.9a). En la situación pura, el producto permanece en un solo sitio durante toda la producción. Algunos ejemplos de tales productos incluyen barcos, aeronaves, locomotoras y maquinaria pesada. En la práctica, por lo general esos productos se construyen en módulos grandes, en ubicaciones únicas, y después los módulos terminados se reúnen para el ensamble final por medio de grúas de gran capacidad. 

Con frecuencia, los componentes individuales de esos productos grandes se elaboran en fábricas en las que el equipo está situado de acuerdo con su función o tipo. Este acomodo se denomina distribución por procesos. Como se aprecia en la figura 1.9b), los tornos están en un departamento, las fresadoras en otro, y así sucesivamente. Las distintas piezas, cada una de las cuales requiere una secuencia distinta de operaciones, se conducen por los departamentos en el orden particular que se necesita para procesarlas, por lo general por lotes. La distribución por procesos es notable por su flexibilidad; puede albergar una gran variedad de secuencias de operaciones para configuraciones distintas de las piezas. Su desventaja es que la maquinaria y métodos para producir una pieza no están diseñados para alcanzar una eficiencia elevada.

Producción de cantidad media En el rango de cantidad media (100 a 10 000 unidades por año), se distinguen dos tipos diferentes de instalaciones, en función de la variedad de productos. Cuando la variedad del producto es dura, el enfoque principal es la producción por lotes, en la que se fabrica un lote de un producto, después de lo cual el sistema de manufactura se cambia para producir un lote de otro producto, y así sucesivamente. La tasa de producción del equipo es mayor que la de demanda para cualquier tipo de producto, por lo que el mismo equipo puede compartirse para productos múltiples. El cambio entre los lotes de producción consume tiempo para cambiar las herramientas y preparar la maquinaria. Ese tiempo de preparación se pierde para la producción, y ésa es una desventaja de la manufactura por lotes. La producción por lotes se emplea comúnmente en situaciones de fabricación para el inventario, en las que los artículos se manufacturan para resurtir un inventario que ha disminuido por la demanda. Por lo general, el equipo se acomoda con una distribución por procesos (véase la figura 1.9b). 

Es posible un enfoque alternativo para la producción de rango medio si la variedad del producto es suave. En ese caso, podrían no ser necesarios los cambios grandes entre un estilo de producto y el siguiente. Es frecuente que sea posible configurar el sistema de manufactura de modo que grupos de productos similares puedan hacerse en el mismo equipo sin pérdida significativa de tiempo por la preparación. El procesamiento o ensamblado de piezas o productos diferentes se lleva a cabo en celdas que consisten en varias estaciones de trabajo o máquinas. El término manufactura celular se asocia con frecuencia a este tipo de producción. Cada celda está diseñada para producir una variedad limitada de configuraciones de piezas; es decir, la celda se especializa en la producción de un conjunto dado de partes similares, de acuerdo con los principios de la tecnología de grupo (véase la sección 40.1). La distribución recibe el nombre de distribución celular (también es común el término distribución por tecnología de grupo), y se ilustra en la figura 1.9c).

Producción alta El rango alto de cantidad (10 000 a millones de unidades por año) se conoce como producción masiva. La situación se caracteriza por una tasa de demanda elevada para el producto, y el sistema de manufactura está dedicado a la producción de ese solo artículo. Se observan dos categorías de producción en masa: la producción por cantidad y la producción por línea de flujo. La producción por cantidad involucra la producción en masa de partes únicas sobre piezas únicas de equipo. Es común que sean máquinas estándar (tales como prensas de estampado) equipadas con herramientas especiales (por ejemplo, troqueles y dispositivos de manejo de materiales), que dedican efectivamente el equipo a la producción de un tipo de pieza. Las distribuciones típicas que se emplean en la producción por cantidad son por procesos y celular [véase la figura 1.9b) y c)]. 

La producción por línea de flujo incluye piezas múltiples de equipo o estaciones de trabajo situadas en secuencia, y las unidades de trabajo se mueven físicamente a través de ella a fin de que el producto se complete. Las estaciones de trabajo y el equipo están diseñados específicamente para que el producto maximice la eficiencia. La distribución se denomina por producto, y las estaciones de trabajo se acomodan en una línea larga, como la de la figura 1.9d), o en una serie de segmentos de línea conectados. Generalmente, el trabajo se mueve entre las estaciones por medio de bandas mecanizadas. En cada estación se termina una cantidad pequeña del trabajo total sobre cada unidad del producto. 

El ejemplo más familiar de producción en línea de flujo es la línea de ensamblado, que se asocia con productos como automóviles y aparatos domésticos. El caso puro de producción en línea de flujo es aquel en que no hay variación en los productos que se elaboran en la línea. Cada producto es idéntico y la línea se conoce como línea de producción de modelo único. A fin de comercializar con éxito un producto dado, con frecuencia es benéfico introducir variaciones en las características y modelos, de modo que los clientes individuales puedan elegir la mercancía exacta que les agrade. Desde un punto de vista de la producción, las diferencias en las características representan un caso de variedad suave de productos. El término línea de producción de modelos mixtos se aplica a aquellas situaciones en las que hay variedad suave de productos que se fabrican en la línea. Un ejemplo de ello es el ensamble de los automóviles modernos. Los carros que salen de la línea de montaje tienen variaciones en las opciones y estilo, que representan modelos diferentes y en muchos casos diferentes placas para el mismo diseño básico de vehículo.

Sistemas de apoyo a la manufactura 

Para operar las instalaciones de manera eficiente, una compañía debe organizarse para diseñar los procesos y equipos, planear y controlar las órdenes de producción, y satisfacer los requerimientos de la calidad del producto. Estas funciones se llevan a cabo por medio de sistemas de apoyo a la manufactura, es decir, gente y procedimientos con los que una compañía administra sus operaciones de producción. La mayoría de esos sistemas de apoyo no entran en contacto directo con el producto, pero planean y controlan su avance a través de la fábrica. Es frecuente que las funciones de apoyo a la manufactura se ejecuten en la empresa por personal organizado en departamentos como: 

• Ingeniería de manufactura. El departamento de ingeniería de manufactura es responsable de planear los procesos de manufactura, decidir cuáles procesos deben utilizarse para fabricar las piezas y ensamblar los productos. Este departamento también está involucrado en el diseño y el orden de las máquinas herramienta y otros equipos que usan los departamentos de operaciones para realizar el procesamiento y ensamble. 
• Planeación y control de la producción. Este departamento es responsable de resolver los problemas de logística de la manufactura: ordenar materiales y comprar piezas, programar la producción y asegurarse de que los departamentos de operación tengan la capacidad necesaria para cumplir los programas de producción. 
• Control de calidad. En el ambiente competitivo de hoy, producir artículos de alta calidad debe ser la prioridad máxima de cualquier empresa de manufactura. Eso significa diseñar y construir productos que cumplan las especificaciones y llenen o superen las expectativas de los consumidores. Gran parte del esfuerzo es responsabilidad de este departamento