Línea de montaje

Una línea de montaje , a menudo denominada montaje progresivo , es un proceso de fabricación en el que el producto sin terminar se mueve en línea directa de una estación de trabajo a otra, y se van añadiendo piezas en secuencia hasta que se completa el producto final. Al mover mecánicamente las piezas a las estaciones de trabajo y transferir el producto sin terminar de una estación de trabajo a otra, se puede ensamblar un producto terminado más rápido y con menos mano de obra que si los trabajadores llevaran las piezas a un producto estacionario.

Las líneas de montaje son métodos comunes para ensamblar artículos complejos como automóviles y otros equipos de transporte , electrodomésticos y productos electrónicos .

Los trabajadores encargados de los trabajos de la cadena de montaje se denominan ensambladores . ^[1]

Las líneas de montaje están diseñadas para la organización secuencial de trabajadores, herramientas o máquinas y piezas. El movimiento de los trabajadores se minimiza en la medida de lo posible. Todas las piezas o conjuntos se manipulan mediante cintas transportadoras o vehículos motorizados, como carretillas elevadoras , o por gravedad , sin transporte manual. El levantamiento de objetos pesados ​​se realiza mediante máquinas, como grúas aéreas o carretillas elevadoras. Cada trabajador normalmente realiza una operación sencilla, a menos que se apliquen estrategias de rotación de puestos.

Según Henry Ford :

Los principios del montaje son los siguientes:

(1) Colocar las herramientas y los hombres en la secuencia de la operación de manera que cada parte componente recorra la menor distancia posible durante el proceso de acabado.

(2) Use toboganes de trabajo o alguna otra forma de transportador de modo que cuando un trabajador termina su operación, deje caer la pieza siempre en el mismo lugar (que siempre debe ser el lugar más conveniente para su mano) y, si es posible, que la gravedad lleve la pieza al siguiente trabajador para la suya.

(3) Utilizar líneas de montaje deslizantes mediante las cuales las piezas a ensamblar se entregan a distancias convenientes. ^[2]

El diseño de líneas de montaje es un desafío matemático bien establecido, conocido como un problema de equilibrio de la línea de montaje. ^[3] En el problema simple de equilibrio de la línea de montaje, el objetivo es asignar un conjunto de tareas que deben realizarse en la pieza de trabajo a una secuencia de estaciones de trabajo. Cada tarea requiere una duración de tarea determinada para su finalización. La asignación de tareas a las estaciones suele estar limitada por dos restricciones: (1) un gráfico de precedencia que indica qué otras tareas deben completarse antes de que se pueda iniciar una tarea en particular (por ejemplo, no colocar un tornillo antes de perforar el orificio) y (2) un tiempo de ciclo que restringe la suma de los tiempos de procesamiento de tareas que se pueden completar en cada estación de trabajo antes de que la pieza de trabajo se mueva a la siguiente estación mediante la cinta transportadora. Los principales problemas de planificación para el funcionamiento de las líneas de montaje incluyen la integración de la cadena de suministro , el control de inventario y la programación de la producción . ^[4]

Consideremos el montaje de un automóvil : supongamos que ciertos pasos en la línea de montaje son instalar el motor, instalar el capó e instalar las ruedas (en ese orden, con pasos intermedios arbitrarios); solo se puede realizar uno de estos pasos a la vez. En la producción tradicional, solo se ensamblaría un automóvil a la vez. Si la instalación del motor demora 20 minutos, la instalación del capó demora cinco minutos y la instalación de las ruedas demora 10 minutos, entonces se puede producir un automóvil cada 35 minutos.

En una cadena de montaje, el montaje de automóviles se divide en varias estaciones, todas trabajando simultáneamente. Cuando una estación termina de trabajar con un automóvil, lo pasa a la siguiente. Al tener tres estaciones, se pueden operar tres automóviles al mismo tiempo, cada uno en una etapa diferente del montaje.

Después de terminar su trabajo en el primer automóvil, el equipo de instalación del motor puede comenzar a trabajar en el segundo automóvil. Mientras el equipo de instalación del motor trabaja en el segundo automóvil, el primer automóvil se puede mover a la estación del capó y colocarle un capó, luego a la estación de ruedas y colocarle ruedas. Una vez que se ha instalado el motor en el segundo automóvil, el segundo automóvil se mueve al conjunto del capó. Al mismo tiempo, el tercer automóvil se mueve al conjunto del motor. Cuando se ha montado el motor del tercer automóvil, se puede mover a la estación del capó; mientras tanto, los automóviles posteriores (si los hay) se pueden mover a la estación de instalación del motor.

Suponiendo que no hay pérdida de tiempo al trasladar un coche de una estación a otra, la etapa más larga de la cadena de montaje determina el rendimiento (20 minutos para la instalación del motor), de modo que se puede producir un coche cada 20 minutos, una vez que se haya producido el primer coche que tardó 35 minutos.

Antes de la Revolución Industrial , la mayoría de los productos manufacturados se hacían a mano de forma individual. Un solo artesano o un equipo de artesanos creaban cada parte de un producto. Utilizaban sus habilidades y herramientas, como limas y cuchillos , para crear las piezas individuales. Luego las ensamblaban para formar el producto final, haciendo modificaciones de corte y prueba en las piezas hasta que encajaran y pudieran funcionar juntas ( producción artesanal ).

La división del trabajo fue practicada por los antiguos griegos , chinos y otras civilizaciones antiguas. En la Antigua Grecia fue discutida por Platón y Jenofonte . ^[5] Adam Smith discutió la división del trabajo en la fabricación de alfileres extensamente en su libro La riqueza de las naciones (publicado en 1776).

El Arsenal veneciano , que data de alrededor de 1104, funcionaba de manera similar a una cadena de montaje . Los barcos se desplazaban por un canal y eran equipados por los distintos talleres por los que pasaban. En el apogeo de su eficiencia a principios del siglo XVI, el Arsenal empleaba a unas 16.000 personas que aparentemente podían producir casi un barco por día y podían equipar, armar y abastecer una galera recién construida con piezas estandarizadas en una cadena de montaje. Aunque el Arsenal duró hasta principios de la Revolución Industrial, los métodos de producción en cadena no se volvieron comunes ni siquiera entonces.

La Revolución Industrial condujo a una proliferación de la fabricación y la invención. Muchas industrias, en particular la textil , las armas de fuego , los relojes , ^[6] los vehículos tirados por caballos , las locomotoras de ferrocarril , las máquinas de coser y las bicicletas , experimentaron una rápida mejora en el manejo de materiales, el mecanizado y el ensamblaje durante el siglo XIX, aunque todavía no se habían nombrado conceptos modernos como la ingeniería industrial y la logística .

El molino de harina automático construido por Oliver Evans en 1785 fue calificado por Roe (1916) como el comienzo de la manipulación moderna de materiales a granel . El molino de Evans utilizaba un elevador de cangilones con correa de cuero, transportadores de tornillo , transportadores de correa de lona y otros dispositivos mecánicos para automatizar por completo el proceso de elaboración de harina. La innovación se extendió a otros molinos y cervecerías. ^{[7] [8]}

Probablemente el primer ejemplo industrial de un proceso de ensamblaje lineal y continuo es Portsmouth Block Mills , construido entre 1801 y 1803. Marc Isambard Brunel (padre de Isambard Kingdom Brunel ), con la ayuda de Henry Maudslay y otros, diseñó 22 tipos de máquinas herramienta para fabricar las piezas de los bloques de aparejo utilizados por la Marina Real . Esta fábrica tuvo tanto éxito que permaneció en uso hasta la década de 1960, con el taller aún visible en HM Dockyard en Portsmouth , y aún conteniendo parte de la maquinaria original. ^[9]

Uno de los primeros ejemplos de una distribución industrial casi moderna, diseñada para facilitar el manejo de materiales, fue la fundición Bridgewater . Los terrenos de la fábrica estaban bordeados por el canal Bridgewater y el ferrocarril Liverpool-Manchester . Los edificios estaban dispuestos en línea con una vía férrea para transportar el trabajo que pasaba por ellos. Se utilizaban grúas para levantar el trabajo pesado, que a veces pesaba decenas de toneladas. El trabajo se realizaba secuencialmente hasta la erección de la estructura y el montaje final. ^[10]

La primera línea de montaje en flujo se inició en la fábrica de Richard Garrett & Sons , Leiston Works en Leiston en el condado inglés de Suffolk para la fabricación de máquinas de vapor portátiles . El área de la línea de montaje se llamó ' The Long Shop ' debido a su longitud y estuvo en pleno funcionamiento a principios de 1853. La caldera se traía desde la fundición y se colocaba al comienzo de la línea, y a medida que avanzaba por el edificio se detenía en varias etapas donde se añadían nuevas piezas. Desde el nivel superior, donde se fabricaban otras piezas, las piezas más ligeras se bajaban por un balcón y luego se fijaban a la máquina en el nivel del suelo. Cuando la máquina llegaba al final del taller, estaba completa. ^[11]

A principios del siglo XIX, el desarrollo de máquinas herramienta como el torno de corte de tornillos , la cepilladora de metales y la fresadora , y del control de la trayectoria de las herramientas a través de plantillas y accesorios , proporcionaron los requisitos previos para la línea de montaje moderna al hacer de las piezas intercambiables una realidad práctica. ^[12]

Los elevadores transportadores accionados por vapor comenzaron a usarse para cargar y descargar barcos en algún momento del último cuarto del siglo XIX. ^[13] Hounshell (1984) muestra un boceto de alrededor de  1885 de un transportador accionado eléctricamente que mueve latas a través de una línea de llenado en una fábrica de conservas.

Se cree que la industria de envasado de carne de Chicago fue una de las primeras líneas de montaje (o de desmontaje) industriales que se utilizaron en los Estados Unidos a partir de 1867. ^[14] Los trabajadores se situaban en puestos fijos y un sistema de poleas llevaba la carne a cada trabajador para que completaran una tarea. Henry Ford y otros han escrito sobre la influencia de esta práctica del matadero en los desarrollos posteriores de la Ford Motor Company. ^[15]

Según Domm, la implementación de la producción en masa de un automóvil a través de una línea de montaje puede atribuirse a Ransom Olds , quien la utilizó para construir el primer automóvil producido en masa, el Oldsmobile Curved Dash . ^[18] Olds patentó el concepto de línea de montaje, que puso en práctica en su fábrica Olds Motor Vehicle Company en 1901. ^[19]

En Ford Motor Company , la cadena de montaje fue introducida por William "Pa" Klann a su regreso de visitar el matadero de Swift & Company en Chicago y ver lo que se conocía como la "cadena de desmontaje", donde se descuartizaban los cadáveres a medida que avanzaban por una cinta transportadora. La eficiencia de una persona que retiraba la misma pieza una y otra vez sin pasar a otra estación le llamó la atención. Informó de la idea a Peter E. Martin , que pronto sería el jefe de producción de Ford, quien tenía dudas en ese momento pero lo animó a seguir adelante. Otros en Ford han afirmado haber propuesto la idea a Henry Ford , pero la revelación del matadero de Pa Klann está bien documentada en los archivos del Museo Henry Ford ^[20] y en otros lugares, lo que lo convierte en un importante contribuyente al concepto moderno de cadena de montaje automatizada. Ford se mostró agradecido, ya que había visitado las instalaciones de manipulación de pedidos por correo de Sears, de 40 acres y altamente automatizadas, alrededor de 1906. En Ford, el proceso fue una evolución por ensayo y error ^[17] de un equipo formado principalmente por Peter E. Martin , el superintendente de la fábrica; Charles E. Sorensen , el asistente de Martin; Clarence W. Avery ; C. Harold Wills , dibujante y fabricante de herramientas; Charles Ebender; y József Galamb . Parte del trabajo preliminar para dicho desarrollo se había establecido recientemente gracias al diseño inteligente de la colocación de las máquinas herramienta que Walter Flanders había estado realizando en Ford hasta 1908.

La línea de montaje móvil fue desarrollada para el Ford Modelo T y comenzó a funcionar el 7 de octubre de 1913 en la planta de Highland Park Ford , ^{[21] [22]} y continuó evolucionando después de eso, utilizando el estudio de tiempos y movimientos . ^[17] La ​​línea de montaje, impulsada por cintas transportadoras , redujo el tiempo de producción de un Modelo T a solo 93 minutos ^[18] al dividir el proceso en 45 pasos. ^[23] Al producir automóviles más rápido de lo que podía secarse la pintura de la época, tuvo una inmensa influencia en el mundo.

En 1922, Ford (a través de su escritor fantasma Crowther) dijo sobre su línea de montaje de 1913:

Creo que esta fue la primera línea móvil que se instaló. La idea surgió, en líneas generales, del carro elevado que utilizan los empacadores de Chicago para preparar la carne de res. ^[24]

Charles E. Sorensen , en sus memorias de 1956, Mis cuarenta años con Ford , presentó una versión diferente del desarrollo que no tenía tanto que ver con "inventores" individuales como con un desarrollo gradual y lógico de la ingeniería industrial :

Lo que se desarrolló en Ford fue la práctica de trasladar el trabajo de un trabajador a otro hasta que se convirtiera en una unidad completa, y luego organizar el flujo de estas unidades en el momento y lugar adecuados hasta una línea de montaje final móvil de la que salía un producto terminado. Independientemente de los usos anteriores de algunos de estos principios, la línea directa de sucesión de la producción en masa y su intensificación hacia la automatización se deriva directamente de lo que desarrollamos en Ford Motor Company entre 1908 y 1913. Henry Ford es considerado generalmente como el padre de la producción en masa. No lo fue. Fue su promotor. ^[25]

Como resultado de estos avances en el método, los coches de Ford salían de la línea de producción en intervalos de tres minutos o seis pies por minuto. ^[26] Esto era mucho más rápido que los métodos anteriores, aumentando la producción de ocho a uno (requiriendo 12,5 horas-hombre antes, 1 hora 33 minutos después), mientras que se utilizaba menos mano de obra. ^[6] Tuvo tanto éxito que la pintura se convirtió en un cuello de botella. Sólo el negro Japón se secaba lo suficientemente rápido, lo que obligó a la empresa a abandonar la variedad de colores disponibles antes de 1914, hasta que se desarrolló la laca Duco de secado rápido en 1926. ^[6]

La técnica de la cadena de montaje fue una parte integral de la difusión del automóvil en la sociedad estadounidense. La reducción de los costos de producción permitió que el costo del Modelo T se ajustara al presupuesto de la clase media estadounidense. En 1908, el precio de un Modelo T rondaba los 825 dólares, y en 1912 había disminuido a alrededor de 575 dólares. Esta reducción de precio es comparable a una reducción de 15.000 a 10.000 dólares en términos de dólares a partir del año 2000. En 1914, un trabajador de una cadena de montaje podía comprar un Modelo T con cuatro meses de salario. ^[6]

Los complejos procedimientos de seguridad de Ford (en particular, la asignación de cada trabajador a un lugar específico en lugar de permitirles que deambularan por el lugar) redujeron drásticamente la tasa de lesiones . La combinación de salarios altos y alta eficiencia se denomina " fordismo " y fue copiada por la mayoría de las principales industrias. Las ganancias de eficiencia derivadas de la cadena de montaje también coincidieron con el despegue de Estados Unidos. La cadena de montaje obligaba a los trabajadores a trabajar a un ritmo determinado con movimientos muy repetitivos, lo que conducía a una mayor producción por trabajador, mientras que otros países utilizaban métodos menos productivos.

En la industria automotriz , su éxito fue dominante y se extendió rápidamente por todo el mundo. Ford Francia y Ford Gran Bretaña en 1911, Ford Dinamarca en 1923, Ford Alemania y Ford Japón en 1925; en 1919, Vulcan (Southport, Lancashire) fue el primer fabricante europeo nativo en adoptarlo. Pronto, las empresas tuvieron que tener líneas de montaje, o arriesgarse a quebrar por no poder competir; en 1930, 250 empresas que no las tenían habían desaparecido. ^[6]

La demanda masiva de armamento en la Segunda Guerra Mundial impulsó el uso de técnicas de cadena de montaje en la construcción naval y la producción aeronáutica. Se construyeron miles de barcos Liberty haciendo un uso extensivo de la prefabricación, lo que permitió que el montaje de los barcos se completara en semanas o incluso días. Después de haber producido menos de 3.000 aviones para el ejército de los Estados Unidos en 1939, los fabricantes de aviones estadounidenses construyeron más de 300.000 aviones en la Segunda Guerra Mundial. ^{[ cita requerida ]} Vultee fue pionera en el uso de la cadena de montaje motorizada para la fabricación de aviones. Otras empresas siguieron rápidamente su ejemplo. Como observó William S. Knudsen (que había trabajado en Ford, ^[17] GM y la Comisión Asesora de Defensa Nacional), "Ganamos porque sofocamos al enemigo en una avalancha de producción, como nunca había visto ni soñado que fuera posible". ^{[27] [28]}

En su autobiografía de 1922, ^[2] Henry Ford menciona varios beneficios de la línea de montaje, entre ellos:

• Los trabajadores no realizan ningún trabajo pesado.
• No agacharse ni encorvarse.
• No se requirió ningún entrenamiento especial.
• Hay trabajos que casi cualquier persona puede realizar.
• Proporcionó empleo a inmigrantes.

Las ganancias en productividad permitieron a Ford aumentar el salario de los trabajadores de $1.50 por día a $5.00 por día una vez que los empleados alcanzaron los tres años de servicio en la línea de montaje. Ford continuó reduciendo la semana laboral por hora mientras bajaba continuamente el precio del Modelo T. Estos objetivos parecen altruistas; sin embargo, se ha argumentado que fueron implementados por Ford para reducir la alta rotación de personal: cuando se introdujo la línea de montaje en 1913, se descubrió que "cada vez que la empresa quería agregar 100 hombres a su personal de fábrica, era necesario contratar 963" para contrarrestar el desagrado natural que la línea de montaje parece haber inspirado. ^[29]

El trabajo sociológico ha explorado la alienación social y el aburrimiento que muchos trabajadores sienten debido a la repetición de realizar la misma tarea especializada durante todo el día. ^[30]

En su teoría de la alienación, Karl Marx expresó la creencia de que, para lograr la satisfacción laboral, los trabajadores necesitan verse a sí mismos en los objetos que han creado, que los productos deben ser "espejos en los que los trabajadores vean reflejada su naturaleza esencial". Marx consideraba que el trabajo era una oportunidad para que las personas exteriorizaran facetas de su personalidad. Los marxistas sostienen que realizar tareas repetitivas y especializadas provoca una sensación de desconexión entre lo que un trabajador hace todo el día, quién es realmente y lo que idealmente podría aportar a la sociedad. Además, Marx considera que estos trabajos especializados son inseguros, ya que el trabajador es prescindible tan pronto como aumentan los costos y la tecnología puede reemplazar la mano de obra humana más cara. ^[31]

Dado que los trabajadores tienen que permanecer de pie en el mismo lugar durante horas y repetir el mismo movimiento cientos de veces al día, las lesiones por estrés repetitivo son una posible patología de la seguridad laboral . El ruido industrial también resultó peligroso. Cuando no era demasiado alto, a menudo se prohibía a los trabajadores hablar. Charles Piaget , un trabajador especializado de la fábrica LIP , recordaba que además de tener prohibido hablar, los trabajadores semicalificados tenían solo 25 centímetros para moverse. ^[32] La ergonomía industrial intentó más tarde minimizar los traumatismos físicos.

• Tiempos modernos , una película de 1936 que presenta al personaje del vagabundo (interpretado por Charlie Chaplin ) luchando por adaptarse al trabajo en una cadena de montaje.
• Final Offer , un documental sobre las negociaciones del contrato UAW/CAW de 1984, muestra la vida laboral en la planta de ensamblaje de automóviles GM en Oshawa, Ontario (Ver en línea)
• Sistemas de fabricación reconfigurables y flexibles , que involucran la producción influenciada por el posfordismo y la manufactura esbelta.

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