Academia Journals -Congreso Internacional 2012 1 Las capas de la manufactura Una taxonomía básica para mapeo estratégico

Las capas de la manufactura Una taxonomía básica para mapeo estratégico Dr. José Salvador Echeverría Villagómez 1, Ing. Daniela García Luna2

Resumen El presente artículo plantea una clasificación y caracterización de las capas de la manufactura que tienen cada una naturaleza diferente. La clasificación obedece al criterio de la función específica que se realiza en cada capa, el tipo de especialización que se requiere y las disciplinas involucradas. Se parte del axioma de que si no se reconocen estas capas, sus diferencias y su complementariedad, las operaciones de manufactura se gestionan de manera fragmentada y no es posible optimizarlas. En cambio, si las diferencias se reconocen y se aprovecha la complementariedad, las operaciones se optimizan y se potencian las capacidades de la organización. El trabajo propone, como básicas, 5 capas: a) Manufactura per se: operaciones de transformación de materiales, maquinado, ensamble; b) Control físico de operaciones: metrología y monitoreo directo (ciclo corto); c) Control estadístico de procesos: análisis de datos y monitoreo indirecto (ciclo largo); d) Gestión de la producción: planeación, organización, dirección y control; e) Administración de empresas: economía, recursos humanos, etc. La taxonomía propuesta es utilizada para proponer esquemas de trabajo que permitan la acción coordinada y efectiva de equipos de trabajo interdisciplinario e interinstitucional para resolver problemas de manufactura y aprovechar las enormes oportunidades que ofrece este sector para el desarrollo del país.

Palabras Clave Manufactura, procesos, metrología, estadística, producción, integración.

Introducción El sector de manufacturas es fundamental para la economía de un país y lo es para México. Este sector incluye subsectores tan importantes como el metalmecánico, automotriz, aeronáutico, electrodomésticos, eléctricoelectrónico y tecnologías de la información, entre otros. México ha alcanzado reconocimiento internacional por su calidad en manufacturas y este segmento contribuye de manera significativa al PIB Nacional. No obstante, no se ha dado el paso de desarrollo que permita lograr mayor valor agregado con diseño, ingeniería y desarrollo tecnológico. Las empresas de manufactura en el país son mayormente maquiladoras, esto es, empresas que sólo fabrican, producen o ensamblan sobre especificaciones precisas e inamovibles lo que se ha diseñado en otra parte, con la maquinaria desarrollada en otra parte y con los procesos diseñados en otra parte. ¿Cómo podría ser superada esta situación? Indudablemente no bastará con lograr mayor especialización y maestría en ejecutar bien las especificaciones y acciones que la casa matriz de estas empresas define. Esto es realizado la mayoría de las veces, pero de manera fragmentada, sin integrar el conocimiento y maestría logrado entre diferentes especialidades. La integración del conocimiento en estas diferentes especialidades es indispensable para la apropiación de la tecnología.

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Instituto Tecnológico de Celaya y Centro Nacional de Metrología. CIDESI y Centro Nacional de Metrología

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Fragmentación en la educación. Por desgracia, la fragmentación del conocimiento es una constante en la educación de los países de bajo desarrollo tecnológico y los sistemas educativos no han realizado las acciones necesarias para superar esta situación. En consecuencia, muchos egresados de las escuelas de ingeniería son capaces en la aplicación de ciertas herramientas específicas, pero tienen baja competencia para analizar un sistema completo, y más aún para integrar diferentes disciplinas para abordar un problema global. La educación fragmentada se ha perpetuado en los sistemas de estos países por el seguimiento ciego de un paradigma educativo equivocado, por un lado, y por el otro por inercia y por la tendencia al mínimo esfuerzo. Fragmentación en las empresas. Las empresas que son tecnológicamente dependientes de sus casas matriz tampoco promueven mucho la integración del conocimiento. Dado que están dedicadas fundamentalmente a la manufactura y producción, rara vez reconocen la integración como uno de sus procesos claves, tampoco el de apropiación de tecnología, que generalmente no está en el interés de la empresa central. Sólo resuelven problemas técnicos operativos; cuando ocurren problemas técnicos de fondo, recurren a la casa matriz. La fragmentación de las funciones en las empresas es una herencia de una cultura tecnológicamente dependiente y se perpetúa por razones parecidas a las de la educación, un paradigma industrial equivocado y la inercia o tendencia al mínimo esfuerzo. Fragmentación en el gobierno. El papel del gobierno y las instituciones gubernamentales en el desarrollo tecnológico y, en este caso, del sector manufacturero, debe ser fundamentalmente como promotor, soporte y catalizador. En México las agencias encargadas de estas funciones, la Secretaría de Economía y el CONACYT, y sus homólogos en los estados, abordan estas funciones, pero lo hacen también de manera fragmentada. Las Secretarías de Desarrollo de los Estados promueven y atraen la Inversión Extranjera Directa, pero lo hacen sin ligarlo con estímulos y participación en el desarrollo tecnológico. La definición de competitividad del IMCO es ‘la capacidad para atraer y retener inversión’ y no considera la capacidad de generar valor con el conocimiento y la tecnología. Se considera que, además de las razones ya expresadas, una causa de todo esto es el bajo entendimiento qu existe de las relaciones orgánicas para creación de valor en una empresa, en este caso de manufacturas. Este artículo aspira a contribuir a ese entendimiento y, con ello, a cambiar la situación. Como antecedente para este estudio se pueden mencionar varios esfuerzos llevados a cabo por diferentes organizaciones, en los cuales los autores han participado. Entre ellos están el Mapa de Ruta Tecnológico de Diseño, Ingeniería y Manufactura Avanzada (PROMEXICO-CENAM, 2010) y, más recientemente, el Mapeo Estratégico de las Relaciones Academia-Industria-Gobierno (MESURAUTO, 2012) en el Sector Automotriz del Estado de Guanajuato. En estos estudios, principalmente en el segundo, ha quedado claro el potencial de esta taxonomía para analizar las necesidades del sector manufacturero de manera clara y organizada. . Desarrollo El artículo parte de la hipótesis de que, para lograr la evolución de la manufactura hacia el diseño y desarrollo de productos y procesos, es preciso realizar acciones coordinadas entre industria, academia y gobierno y crear los flujos que agreguen valor al sector. Un reto para la coordinación es el mejor conocimiento de lo que implica la manufactura y sus diferentes capas. El conocimiento y homologación de conceptos sobre lo que implica la manufactura permitirá que diferentes organizaciones y disciplinas interactúen de manera constructiva.

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Proceso típico de manufactura y su evolución Manufactura: lo hecho a mano. Lo que originalmente hacían los artesanos, modificando materiales, aplicando herramientas y métodos desarrollados por sí mismos y fabricando las piezas una a una. La manufactura se desarrolló así por siglos y los gremios más representativos de artesanos consideraban sus conocimientos como secreto más que profesional que sólo transferían por contacto directo a unos pocos elegidos o iniciados en su arte. Un gremio típico tenía al maestro, al oficial y al aprendiz, o varios de estos. Evolución en 3 palabras El poder de las máquinas y el perfeccionamiento de las herramientas llegaron para cambiar todo esto. También afectó el nuevo sistema socio-económico de una burguesía pujante con alto poder económico. Todo ello desembocó en la revolución industrial y, con ella, el advenimiento de la especialización de funciones y la producción en serie. Con el tiempo, un artesano ya no fabricaría completa una pieza, sino que haría parte de ella decenas o cientos de veces y otro haría lo restante. Indudablemente esto llevó a una enajenación de los trabajadores y a la reorganización de los sistemas productivos. La estandarización, que anteriormente no era tan crítica, se volvió crítica al requerir que cada pieza fuese igual para ensamblar con la siguiente, hecha por alguien más. El tema de las mediciones se volvió también más relevante para garantizar esto de manera objetiva. La calidad, que anteriormente era el orgullo del artesano al hacer piezas únicas y no requería de sistemas de inspección, ahora debería ser responsabilidad de alguien más. La estadística, para procesar gran número de datos y representarlos en unos cuantos parámetros, también se volvió una herramienta poderosa el control de especificaciones en la manufactura masiva. Los sistemas de gestión de la producción, cada vez más orientados a mercados masivos, lejanos y desconocidos, se refinaron para dar origen a nuevos métodos de administración. La globalización de la economía, con la misma empresa produciendo productos similares en varias partes del mundo, ha generado también nuevos sistemas de gestión global. Surgimiento de las ‘capas’ de la manufactura La manufactura de una pieza-un-hombre sin sistemas de gestión es el núcleo básico, la célula madre. Cada nueva capa surgió de la unión de varios núcleos básicos y de la necesidad de armonización entre ellos. Así se unificaron los sistemas de medida, en el siglo XIX, después las herramientas estadísticas y así sucesivamente. Cada integración de varios elementos de un nivel da origen a otra capa para gestionar dichos elementos. En una evolución sana, cada capa que surge asimila y trasciende a las previas, pero las integra orgánicamente. En una evolución ‘artificial’, las capas surgen a imitación de sus congéneres en otras latitudes, pero muchas veces se despegan, se desintegran y tienen una vida precaria, en cierta medida artificial. Otras veces nacen ya despegadas, como cuando una planta de manufactura se instala como si fuese un rompecabezas, a imagen y semejanza anatómica de otras en otros lugares, pero sin el cuidado suficiente de lograr la integración sistémica, los flujos de valor y el aliento vital. Propiedades emergentes En este ensayo se parte del principio evolutivo holoárquico de que cada ente es un todo en sí mismo y una parte de un todo mayor [5]. Cuando ese ente que es un todo en sí mismo se une con otros, igual completos, y forman un todo mayor, surgen las propiedades emergentes, esto es, manifestaciones y comportamientos diferentes que los que existían en los elementos previos. Son estas propiedades emergentes las que logran que uno más uno sea mayor que dos y que el todo sea mayor que la suma de las partes. Se considera que, para que los procesos de manufactura tengan una evolución sana, esbelta y creativa, es preciso que surjan estas propiedades emergentes y que cada capa incluya y trascienda a las otras, no que sean elementos superpuestos que no logran crear los flujos de valor ni generar el aliento vital.

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La empresa de manufactura en su entorno. El entorno de una empresa es complejo, con múltiples estructuras, jerarquías, procesos, funciones y operaciones. Hay algunas empresas que funcionan bien, otras a medias y otras mal. Y hay otras que funcionan mal y no se percatan.

Figura 1. Diagrama esquemático de la empresa en su entorno [1].

Consecuencias de la desintegración Pero ¿por qué no se percatan las empresas que funcionan mal? Y si funcionan de manera ineficiente ¿por qué siguen siendo rentables para sus dueños? Aquí se plantea que hay varios motivos. No se percatan porque siempre han funcionado así y siguen siendo rentables porque la economía nacional sigue con un paradigma de país de bajo costo (Low Cost Country) en el cual no se espera creatividad, sino reducir al mínimo el costo de producción sin buscar creatividad ni desarrollo. Cuando la empresa deje de producir utilidades, se diluye y se crea otra. En el caso de una empresa, como en el caso de un organismo, entender las interacciones entre los diferentes sistemas ayuda a discernir mejor sobre sus funciones y a orientarlas mejor a la creatividad y al desarrollo. Este artículo aspira a contribuir un poco a ese entendimiento. Las 5 capas de la manufactura Este ensayo propone considerar 5 capas de la manufactura. Para llegar a esta clasificación se han considerado los siguientes criterios: a) Objeto de trabajo y quehacer en cada capa. b) Tipo de especialización requerida y herramientas tecnológicas a utilizar. c) Disciplinas, gremios y facultades universitarias involucradas.

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Figura 2. Diagrama esquemático de las capas de la manufactura, funciones pre y funciones post [1].

Capa

Descripción

Especialidad

1)

Manufactura per se Transformación

Operaciones de transformación de materiales, maquinados, ensambles.

Mecánica, electricidad, electrónica.

2)

Medición y control físico (ciclo corto)

Medición de parámetros de producto, variables de proceso y retroalimentación.

Física, metrología, control físico de procesos, mecatrónica.

3)

Control estadístico (ciclo largo)

Análisis de datos, control estadístico de procesos, toma de decisiones, etc.

Ingeniería industrial, estadística, matemáticas aplicadas.

4)

Gestión de los sistemas de producción

Planeación, organización, dirección y control de la producción, ERPs, etc.

Ingeniería industrial, administración.

5)

Administración de empresas de manufactura

Análisis económico, recursos humanos, entorno, etc.

Administración de empresas, economía, negocios.

Tabla 1. Descripción de las capas de la manufactura, sus funciones y las especialidades involucradas. Teoría de la serpiente: el control de los extremos Referente a la Fig. 2, se plantea la teoría de que las empresas transnacionales tienden muchas veces a ejercer dominación económico-tecnológica manteniendo control sobre las funciones pre y las funciones post, el diseño en el origen y los mercados en el fin. Controlando ambos extremos, como hace el domador de serpientes, el resto se puede dejar libre en gran medida. Así es el esquema de las maquiladoras y, por ello, una planta de manufactura puede estar en México o en China, siempre y cuando produzca lo mismo y no se salga de control. Mientras las capas de la manufactura estén desintegradas, esto es una debilidad más de la empresa y hace prácticamente imposible incidir de manera efectiva en las funciones pre y las funciones post Si se desea salir de ese esquema, un camino es integrar primero todas las capas de la manufactura y así incidir de manera efectiva en el diseño y desarrollo, por un lado, y por el otro en los mercados. Finalmente, como en la serpiente del calendario azteca, los extremos se unen. En efecto, el diseño se lleva a cabo fundamentalmente con el análisis e información del mercado, una vez que se tiene dominio de los procesos intermedios.

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Resultados y Conclusiones La taxonomía propuesta encuentra su finalidad si se hacen confluir varios elementos: a) Capas de la manufactura, b) Ser todo y ser parte, c) Trabajo interdisciplinario e interinstitucional. Si se integran todos estos elementos, lo que surge ‘espontaneamente’ es el trabajo interdisciplinario y, muchas veces, interinstitucional. Un problema puede estar localizado en un punto específico de cualquiera de las capas: maquinaria, mano de obra, métodos, metrología, estadística, gestión… pero muchas veces los problemas son sistémicos y están distribuidos entre varias capas. Entonces, para analizarlos, es preciso tener un enfoque sistémico y, para resolverlos, es preciso formar equipos de trabajo con un paradigma holístico e integrador. Por el momento, los resultados de este trabajo están sólo mostrándose ahora y su explotación sólo empieza. Se considera que del estudio surgirá una cartera de proyectos a ser abordados por universidades y centros de investigación de manera interdisciplinaria e interinstitucional. Esto potenciará las capacidades de las organizaciones del clúster y podrá servir de modelo para el desarrollo y acción de otros clústers de manufactura.

Referencias [1] Echeverría-Villagómez J.S.; García-Luna, D. Metrología y control de procesos en manufactura. X Congreso Nacional de Manufactura Interpolitécnicas, UPG, Junio 2011. [2] Echeverría-Villagómez J.S.; García-Luna, D. Vertical and horizontal integration of metrology in the enterprise. NCSLI, 2012. [3] Ken Wilber, Breve Historia de Todas las Cosas, 1999. [4] PROMEXICO-CENAM. Mapa de ruta tecnológico de Diseño, Desarrollo y Manufactura Avanzada. 2010.

Autores 1

Salvador Echeverría Villagómez. Profesor-investigador del Instituto Tecnológico de Celaya y Director de Metrología Física del Centro Nacional de Metrología, México.

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Daniela García Luna. Ingeniero Industrial egresada del Instituto Tecnológico de Celaya y estudiante de Maestría en el PICyT, sede CIDESI.

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