LA AUTOMATIZACIÓN DE LOS PROCESOS PRODUCTIVOS

1. CONCEPTO Y OBJETIVOS




Dada la situación de los mercados actuales (globalización, aumento de la rivalidad, el hecho de haber consumidores más exigentes en el sentido de que no se conforman con cualquier output ya que lo quieren a un coste racional) las empresas están forzadas a combinar la flexibilidad y la eficiencia que son dos objetivos contrarios.

A través de la automatización va a ser posible combinar los dos objetivos vistos anteriormente, ya que permiten alcanzar valores racionales tanto de flexibilidad como de eficiencia. Automatizar un proceso productivo consiste en la existencia de un conjunto de máquinas que van a controlar el trabajo que realizan otras máquinas, de manera que se suprime la mano de obra directa y aparece otro tipo de puesto de trabajo. Con la automatización a un coste reducido se permite la fabricación de una alta variedad de productos.

A través de los sistemas productivos tradicionales había que optar entre alcanzar eficiencia o flexibilidad. Los sistemas productivos rígidos (producción en masa o producción continua) consiguen eficiencia a costa de flexibilidad y con los sistemas flexibles (producción artesanal o producción discontinua por lotes) se consigue flexibilidad a costa de eficiencia. Si comparamos los sistemas flexibles con los automatizados veremos que los primeros van a tener niveles más altos de flexibilidad que los automatizados. Si hacemos lo mismo pero con los sistemas rígidos se puede ver que estos alcanzan mayores niveles de eficiencia que los procesos automatizados.

La automatización está insertada en un proceso “evolutivo”, ya que inicialmente las tareas se realizaban de forma manual, en un momento posterior apareció la mecanización, y la automatización es un paso más dentro de este proceso. A lo largo de este proceso “evolutivo” el número de personas implicadas es cada vez menor. La automatización puede afectar a cualquier proceso productivo (flexible o rígido), sin embargo las consecuencias de dicha automatización no van a ser idénticas.

Por último, hay que decir que es posible automatizar cualquier tipo de actividad, de manera que se pueden automatizar las actividades por ejemplo de soldadura, también la de gestión de un almacén, es decir, tanto actividades productivas como las actividades de manejo de información.



2. PRINCIPALES TÉCNICAS DE LA AUTOMATIZACIÓN



En esta pregunta se van a señalar seis técnicas básicas de automatización, que son: robots industriales, control numérico, sistema de fabricación flexible (FMS), diseño, ingeniería y fabricación asistidos por ordenador (CAD, CAE, CAM), fabricación integrada por ordenador (CIM), tecnología de grupos.



1) ROBOTS INDUSTRIALES



Los robots industriales son la técnica de automatización más llamativa de todas las que vamos a ver y es una de las técnicas más extendida (Figura 6.2, página 206). Un robot industrial podemos definirlo diciendo que es un manipulador reprogramable y multifuncional, diseñado para mover materiales, piezas, herramientas o aparatos especializados, mediante movimientos variables programados para la ejecución de una variedad de tareas.

En cuanto al tipo de tareas que realizan los robots industriales se puede decir que son actividades en situaciones físicas insalubres, poco cualificadas y en condiciones peligrosas. Básicamente la aplicación de robots es en la soldadura. La aplicación de robots en la industria provoca un incremento de la productividad pero, sobre todo, sustituye a los trabajadores en la realización de tareas insalubres y poco cualificadas, lo que contribuye a una mejora de la calidad de la vida laboral y a una mayor satisfacción en el trabajo.

Aproximadamente, la mitad del total de robots están instalados en Japón. En España, a finales de 1995 se contabilizaron más de 5.000 robots instalados. En otros países de la Unión Europea como Alemania, Francia o Italia, en el año 1995 el número de robots instalados era casi el triple que en España. Las industrias donde están más presentes los robots se encuentran en el sector de automoción. De esos 5.000 robots más de 3.000 (3.124) estaban en la industria del automóvil y auxiliares. En segundo lugar se encuentra la industria de fabricación de productos mecánicos con más de 1.000 robots. La tercera industria por orden de importancia es la de productos químicos (petróleo y plásticos) con 343 robots.

En cuanto al coste de los robots industriales hay que decir que el coste medio de un robot es de 7 millones de pesetas, aunque el precio puede ser mayor llegando incluso a costar un robot 16 millones de pesetas.



2) CONTROL NUMÉRICO (NC)



Las máquinas-herramienta de control numérico vinieron a sustituir a las antiguas máquinas-herramienta tradicionales, cuya función principal consistía en la realización de una serie de operaciones elementales bajo la supervisión directa de un operario. Ahora, ese control y dirección que antes desempeñaba el supervisor va a ser realizado por un ordenador. Las máquinas de control numérico son las de primera generación, en estas máquinas de control numérico las órdenes eran realizadas a través de cintas de papel perforadas, más conocidas como tarjetas perforadas. Las máquinas actuales de control numérico se corresponden con las siglas CNC (control numérico por computador), en donde las órdenes son realizadas por ordenador.



3) SISTEMAS DE FABRICACIÓN FLEXIBLE (FMS)



Los sistemas de fabricación flexible es un paso adelante en el proceso de automatización de una fábrica. Un sistema de fabricación flexible es un conjunto de máquinas automatizadas conectadas por algún sistema de transporte, también automatizado, y tanto las tareas de automatización como las de transporte están supervisadas por un ordenador central. El almacenaje de los outputs o componentes también está automatizado.

En esta técnica de sistemas de fabricación flexible no hay mano de obra directa. El sistema de transporte puede ser una cinta transportadora, vehículos movidos por control remoto, etc... A través de un sistema de fabricación flexible (FMS) una empresa puede fabricar una elevada cantidad de productos de una forma eficiente en lotes, generalmente, reducidos y con máquinas eficientes. Un esquema de un sistema de fabricación flexible sería el siguiente:



Transporte Transporte

INPUT OUTPUT











4) DISEÑO, INGENIERÍA Y FABRICACIÓN ASISTIDOS POR ORDENADOR (CAD, CAE, CAM)



- Diseño asistido por ordenador (CAD): Es un software (programa de ordenador) que lo que permite es agilizar las actividades de diseño y la corrección. El CAD permite visualizar las piezas que se están fabricando y ver su diseño en tres dimensiones. El diseño asistido por ordenador permite realizar algún tipo de pruebas, simulaciones, etc...



- Producción o fabricación asistida por ordenador (CAM): Sería un paso más que un sistema de fabricación flexible (FMS), ya que contiene todos los elementos del FMS además de otros. Por ejemplo, la introducción de robots industriales que en el FMS no estarían contemplados y el control de calidad que también estaría automatizado. Los programas CAM permiten reducir el despilfarro en producción. Es un paso hacia la automatización total de la planta productiva, puesto que incluye la gestión automatizada de almacenes.



Podemos hablar también de la combinación del CAD y el CAM, que supone la integración tanto del diseño como de la fabricación asistida por ordenador.



- Ingeniería asistida por ordenador (CAE): Es un programa de ordenador que permite, a través de modelos matemáticos, una simulación del comportamiento de un componente o prototipo determinado ante diferentes escenarios. Esto supone un ahorro de dinero muy grande para las empresas porque permite automatizar las pruebas sobre prototipos de tal forma que estas pruebas se realizan de forma virtual, de forma que no son necesarias las pruebas reales sobre prototipos.



5) TECNOLOGÍA DE GRUPOS



Es también un programa de ordenador cuya filosofía básica es la existencia de similitudes en el diseño de componentes, de forma que facilita el diseño de nuevos componentes y nuevos productos, es decir, facilita la producción. La tecnología de grupos se trata, realmente, de una base de datos en la que la empresa mantiene los diferentes diseños de los diferentes componentes que la empresa ha realizado en los últimos años, de tal forma que cuando la empresa se enfrenta con la fabricación de un nuevo producto no parte de cero, sino que toma como base la información de la base de datos lo que facilita las actividades de diseño. La tecnología de grupos es la base o el software básico que se utiliza en el diseño modular o producción modular. La producción modular es la capacidad que tiene una empresa de diseñar y fabricar piezas y componentes que puedan ser combinados de formas diversas.

A través de la producción modular la empresa tiene una serie de ventajas: por una parte ventajas de cara al mercado ya que el cliente percibe muchos productos diferentes, y por otra parte ventajas para la misma empresa ya que el fabricante está diseñando y fabricando un número limitado de componentes básicos que combina de forma diferente. Además de estas ventajas la producción modular facilita las reparaciones. Otra ventaja es que es fácil añadir nuevos modelos de productos a una línea o gama de productos de la empresa. No obstante la producción modular tiene algún inconveniente, por ejemplo que en ocasiones hay que introducir más piezas y pueden aparecer complicaciones a la hora de fabricar esos componentes. En esta técnica de automatización se combina eficiencia y flexibilidad.



6) FABRICACIÓN INTEGRADA POR ORDENADOR (CIM)



Es más una tendencia que una realidad, ya que supone una fábrica inteligente, es decir, una fábrica completamente automatizada. Esta técnica integraría todas las técnicas anteriores y otras muchas más.



3. VALORACIÓN ESTRATÉGICA DE LA AUTOMATIZACIÓN



a) Consecuencias estratégicas de la automatización de los procesos productivos: Las técnicas vistas en la pregunta anterior permiten la combinación de flexibilidad y eficiencia por lo que en teoría a cualquier empresa le interesaría la introducción de algunas técnicas de automatización en sus sistemas productivos. Sin embargo, a pesar de que la automatización combina flexibilidad y eficiencia este proceso ha sido lento. Algunos motivos que pueden explicar que estas técnicas se han introducido lentamente son:



- La primera razón o motivo sería el alto coste de estas tecnologías (los robots cuestan entre 5 y 16 millones de pesetas) si las comparamos con las tradicionales.



- La segunda razón es que los efectos positivos de la automatización no pueden verse a corto plazo, ya que los aumentos en la eficiencia no son inmediatos sino que requieren un tiempo de aprendizaje.



- La tercera razón es que la introducción de estas tecnologías requiere una estrecha relación entre proveedor y las empresas compradoras a largo plazo. Sin embargo, muchas empresas se resisten a establecer este tipo de relaciones con los proveedores.



- Una cuarta razón es el rechazo social, debido a la psicosis que genera la pérdida del puesto de trabajo.



CONSECUENCIAS:



1ª) La automatización supone una alteración de las estrategias competitivas de las empresas. Las tecnologías flexibles revitalizan el papel de la diferenciación ya que los productos pueden fabricarse de forma eficiente, con calidad y flexibilidad. Desaparece el error humano, y hay más homogeneidad en los productos. La automatización potencia el papel de la diferenciación en detrimento del liderazgo en costes lo que no supone que estas estrategias no sean eficientes.



2ª) Efectos sobre la productividad del trabajo y la flexibilidad de la fabricación. El efecto final de la automatización va a depender de la tecnología de proceso que venía utilizando la empresa. En el primer caso los efectos positivos son a medio y a largo plazo, lo que puede explicar el retraso en la automatización. En cualquier caso los efectos no son idénticos si lo que automatizamos es un proceso flexible o rígido.



- Efectos de la automatización sobre el proceso flexible y el proceso rígido:



- Productividad del trabajo: si se automatiza un proceso productivo tradicional flexible la productividad del trabajo aumentará. Sin embargo, si se automatiza un sistema productivo rígido (altamente eficiente) la productividad puede disminuir en cierta medida.



- Flexibilidad de la producción: si se automatiza un sistema rígido se va a ganar en flexibilidad, pero si es un sistema flexible al automatizarlo se renuncia a la flexibilidad.



La automatización permite alcanzar dosis razonables de flexibilidad y eficiencia. Es más flexible un sistema flexible y más eficiente un sistema rígido. La automatización no nos obliga a establecer renuncias. Estas mejoras son a medio y a largo plazo. Es importante la asistencia técnica del proveedor durante un período a sus clientes.



3ª) Las nuevas tecnologías permiten alcanzar economías de alcance también conocidas como economías de la variedad. Tendríamos fábricas multiproductos que potencian la existencia de economías de la variedad. Los recursos que se pueden compartir son máquinas versátiles que permiten obtener las economías de alcance.



4ª) Cuando se automatiza se producen alteraciones en la estructura organizativa. Desaparecen los operarios, es decir, desaparece el último nivel jerárquico. Supone la contratación de otro tipo de personal, y en general la tendencia es que la automatización favorece las estructuras organizativas que potencian la flexibilidad, que son más orgánicas y menos burocráticas.



5ª) Reducción de las fases de diseño y de fabricación lo que potencia la introducción rápida de nuevos productos. Técnicas como el CAD y el CAE van a acortar la evolución de nuevos productos, de tal forma que si un ciclo tradicionalmente tiene una determinada duración la automatización permite acortar las fases de diseño y desarrollo, por lo que el CVP se va reduciendo.

Ventas CVP1 CVP2 CVP3 CVP4



CVP (tradicional)







t

La automatización facilita la innovación, acorta los CVP, de forma que deja obsoleto al anterior producto y así sucesivamente.



b) Los principales logros de la automatización de los procesos productivos son:



1ª) Respuesta rápida ante cambios en el mercado: Un sistema productivo automatizado permite que la empresa pueda responder de forma rápida antes cambios en el mercado, ya que la automatización permite personalizar los productos en gran medida.



2ª) Modificación en las características del personal requerido: La automatización ha tenido consecuencias importantes sobre el personal. En este sentido podemos señalar dos niveles de influencia, que serían los efectos que tiene la automatización para cada trabajador a título individual y a un nivel colectivo, es decir los efectos que tiene la automatización sobre el nivel de empleo.

Para un trabajador, a nivel individual la automatización va a ocasionar al trabajador efectos positivos y negativos. Entre los positivos está el hecho de que la automatización sustituye tareas poco cualificadas y poco saludables, se modifican las características del personal requerido ya que se requiere trabajadores con una mayor capacidad de control pero no tanto con habilidades manuales. Sin embargo, también tiene efectos negativos, por ejemplo que se pierde la identificación entre la persona y su trabajo, ya que se interpone un elemento artificial entre la persona y la tarea. Estos efectos negativos pueden descualificar al trabajador convirtiéndose en mero observador del trabajo de la máquina, y además puede tener miedo, desconfianza a perder el puesto de trabajo.

A nivel global la creencia popular es que la automatización destruye empleo, lo que es cierto, puesto que se destruye empleo en el segmento de mano de obra directa. Sin embargo, a nivel global se crea otro tipo de empleo, que sería el de las personas que manejan y controlan el mantenimiento de la maquinaria automatizada. Y además se genera empleo, puesto que alguien fabrica estas máquinas (diseño y fabricación). Por tanto, los datos globales de empleo puede que no varíen. La automatización no destruye empleo, si que hay cambios ya que algunas personas lo pierden y otras lo ganan. Los detractores de la automatización sostienen que son muchos más los puestos de trabajo que se destruyen que los que se crean.



3ª) Permite mayor control y precisión de los procesos. En la automatización no hay errores humanos, puesto que no hay humanos realizando las tareas. Además, desaparece el efecto experiencia ya que las máquinas son buenas de entrada por lo que desaparece el efecto aprendizaje de las personas y por tanto se mejora la calidad.



4ª) Reducción de las existencias y los tiempos de preparación de las máquinas. No es necesario fabricar para almacenar ya que la rapidez de la automatización permite rápidamente responder a las necesidades del mercado.



5ª) Reducción del ciclo de producción (tiempo que se tarda en precisar de un lote de productos, es decir, el tiempo que transcurre desde que se inicia el proceso productivo hasta que finaliza). Con la automatización el ciclo de producción es reducido, puesto que no hay interrupciones y los ciclos son cortos.



Automatizar un proceso no puede hacerse en cualquier circunstancia puesto que el entorno debe facilitar la automatización. En este sentido es ilustrativa la experiencia de China, la cual afrontó a la vez en sus fábricas la automatización. Su objetivo era conseguir las altas cuotas de competitividad de los japoneses. Este intento de China fue un fracaso condicionado por varios factores: por ejemplo las materias primas eran de baja calidad para las máquinas, el personal no sabía manejar las máquinas. Este ejemplo es ilustrativo de que hay que considerar el entorno general, es decir, que la sociedad sea factible con el proceso productivo.