La ingeniería industrial es una profesión de ingeniería que se ocupa de la optimización de procesos , sistemas u organizaciones complejos mediante el desarrollo, la mejora y la implementación de sistemas integrados de personas, dinero, conocimientos, información y equipos. La ingeniería industrial es fundamental para las operaciones de fabricación. [1]
Los ingenieros industriales utilizan conocimientos y habilidades especializados en las ciencias matemáticas, físicas y sociales , junto con principios y métodos de análisis y diseño de ingeniería , para especificar, predecir y evaluar los resultados obtenidos de sistemas y procesos. [2] En la industria manufacturera se siguen varios principios de ingeniería industrial para garantizar el flujo efectivo de sistemas, procesos y operaciones. [1] Estos incluyen:
Estos principios permiten la creación de nuevos sistemas , procesos o situaciones para la coordinación útil de mano de obra , materiales y máquinas y también mejoran la calidad y productividad de los sistemas, físicos o sociales. [3] [4] Dependiendo de las subespecialidades involucradas, la ingeniería industrial también puede superponerse con la investigación de operaciones , la ingeniería de sistemas , la ingeniería de fabricación , la ingeniería de producción , la ingeniería de la cadena de suministro , las ciencias de la gestión , la gestión de la ingeniería , la ingeniería financiera , la ergonomía o la ingeniería de factores humanos . ingeniería de seguridad , ingeniería de logística , ingeniería de calidad u otras capacidades o campos relacionados.
Existe un consenso general entre los historiadores de que las raíces de la profesión de ingeniería industrial se remontan a la Revolución Industrial . Las tecnologías que ayudaron a mecanizar las operaciones manuales tradicionales en la industria textil, incluida la lanzadera voladora , la hiladora jenny y quizás lo más importante, la máquina de vapor, generaron economías de escala que hicieron atractiva por primera vez la producción en masa en ubicaciones centralizadas. El concepto de sistema de producción tuvo su génesis en las fábricas creadas por estas innovaciones. [5] También se ha sugerido que quizás Leonardo da Vinci fue el primer ingeniero industrial porque hay evidencia de que aplicó la ciencia al análisis del trabajo humano examinando la velocidad a la que un hombre podía palear tierra alrededor del año 1500. Otros también afirman que la profesión de ingeniería industrial surgió a partir del estudio de Charles Babbage sobre las operaciones de fábrica y específicamente de su trabajo sobre la fabricación de pasadores rectos en 1832. Sin embargo, se ha argumentado en general que estos primeros esfuerzos, si bien fueron valiosos, fueron meramente observacionales y no intentaron diseñar los trabajos estudiados ni aumentar la producción general. [6]
Los conceptos de división del trabajo y "mano invisible" del capitalismo de Adam Smith introducidos en su tratado La riqueza de las naciones motivaron a muchos de los innovadores tecnológicos de la Revolución Industrial a establecer e implementar sistemas fabriles. Los esfuerzos de James Watt y Matthew Boulton condujeron a la primera instalación integrada de fabricación de máquinas del mundo, incluida la aplicación de conceptos como sistemas de control de costos para reducir el desperdicio y aumentar la productividad y la institución de capacitación para artesanos. [5]
Charles Babbage se asoció con la ingeniería industrial debido a los conceptos que introdujo en su libro Sobre la economía de la maquinaria y los fabricantes , que escribió como resultado de sus visitas a fábricas en Inglaterra y Estados Unidos a principios del siglo XIX. El libro incluye temas como el tiempo necesario para realizar una tarea específica, los efectos de subdividir las tareas en elementos más pequeños y menos detallados y las ventajas que se pueden obtener de las tareas repetitivas. [5]
Eli Whitney y Simeon North demostraron la viabilidad del concepto de piezas intercambiables en la fabricación de mosquetes y pistolas para el gobierno de Estados Unidos. Bajo este sistema, las piezas individuales se producían en masa con tolerancias para permitir su uso en cualquier producto terminado. El resultado fue una reducción significativa en la necesidad de habilidades por parte de trabajadores especializados, lo que eventualmente llevó a que el entorno industrial fuera estudiado más tarde. [5]
A Frederick Taylor (1856-1915) se le atribuye generalmente el mérito de ser el padre de la disciplina de la ingeniería industrial. Obtuvo una licenciatura en ingeniería mecánica del Instituto de Tecnología Stevens y obtuvo varias patentes por sus inventos. Sus libros Shop Management y The Principles of Scientific Management , que se publicaron a principios del siglo XX, fueron el comienzo de la ingeniería industrial. [7] Las mejoras en la eficiencia del trabajo bajo sus métodos se basaron en la mejora de los métodos de trabajo, el desarrollo de estándares de trabajo y la reducción del tiempo requerido para realizar el trabajo. Con una fe inquebrantable en el método científico, Taylor realizó muchos experimentos en talleres mecánicos, tanto con máquinas como con hombres. Taylor desarrolló un "estudio de tiempos" para medir el tiempo necesario para varios elementos de una tarea y luego utilizó las observaciones del estudio para reducir aún más el tiempo. Se realizó un estudio de tiempos para el método mejorado una vez más para proporcionar estándares de tiempo que sean precisos para planificar tareas manuales y también para proporcionar incentivos. [5]
El equipo formado por marido y mujer Frank Gilbreth (1868-1924) y Lillian Gilbreth (1878-1972) fue la otra piedra angular del movimiento de ingeniería industrial cuyo trabajo se encuentra en la Escuela de Ingeniería Industrial de la Universidad Purdue. Clasificaron los elementos del movimiento humano en 18 elementos básicos llamados therbligs . Este desarrollo permitió a los analistas diseñar trabajos sin conocimiento del tiempo necesario para realizarlos. Estos avances fueron el comienzo de un campo mucho más amplio conocido como factores humanos o ergonomía . [5]
En 1908, el primer curso de ingeniería industrial se ofreció como optativo en la Universidad Estatal de Pensilvania , que se convirtió en un programa independiente en 1909 gracias a los esfuerzos de Hugo Diemer . [8] El primer título de doctorado en ingeniería industrial fue otorgado en 1933 por la Universidad de Cornell .
En 1912, Henry Laurence Gantt desarrolló el diagrama de Gantt , que describe las acciones de la organización junto con sus relaciones. Este cuadro se abre más tarde en una forma que conocemos hoy en día por Wallace Clark . [ cita necesaria ]
Con el desarrollo de las líneas de montaje , la fábrica de Henry Ford (1913) supuso un importante salto adelante en este sector. Ford redujo el tiempo de montaje de un coche de más de 700 horas a 1,5 horas. Además, fue un pionero de la economía del bienestar capitalista ("capitalismo del bienestar") y el estandarte de proporcionar incentivos financieros a los empleados para aumentar la productividad.
En 1927, la entonces Technische Hochschule Berlin fue la primera universidad alemana en introducir este título. [9] La carrera desarrollada por Willi Prion todavía se llamaba Negocios y Tecnología y tenía como objetivo proporcionar a los descendientes de industriales una educación adecuada.
El sistema integral de gestión de la calidad ( Gestión de la calidad total o TQM) desarrollado en los años cuarenta fue ganando impulso tras la Segunda Guerra Mundial y formó parte de la recuperación de Japón tras la guerra.
El Instituto Americano de Ingeniería Industrial se formó en 1948. Los primeros trabajos de FW Taylor y los Gilbreth se documentaron en artículos presentados a la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos a medida que el interés crecía desde la mera mejora del rendimiento de la máquina hasta el rendimiento del proceso de fabricación en general, la mayoría de los cuales crecían. en particular a partir de la presentación por parte de Henry R. Towne (1844-1924) de su artículo The Engineer as An Economist (1886). [10]
De 1960 a 1975, con el desarrollo de sistemas de apoyo a las decisiones en el suministro, como la planificación de necesidades de materiales (MRP), se puede enfatizar la cuestión del tiempo (inventario, producción, composición, transporte, etc.) de la organización industrial. El científico israelí Dr. Jacob Rubinovitz instaló el programa CMMS desarrollado en IAI y Control-Data (Israel) en 1976 en Sudáfrica y en todo el mundo.
En la década de 1970, con la penetración de teorías de gestión japonesas como Kaizen y Kanban , Japón alcanzó niveles muy altos de calidad y productividad. Estas teorías mejoraron cuestiones de calidad, tiempo de entrega y flexibilidad. Las empresas de Occidente se dieron cuenta del gran impacto de Kaizen y comenzaron a implementar sus propios programas de mejora continua . W. Edwards Deming hizo contribuciones significativas a la minimización de la varianza a partir de la década de 1950 y hasta el final de su vida.
En la década de 1990, tras el proceso de globalización de la industria global, el énfasis estaba en la gestión de la cadena de suministro y el diseño de procesos comerciales orientados al cliente. La teoría de las restricciones , desarrollada por el científico israelí Eliyahu M. Goldratt (1985), es también un hito importante en este campo.
La ingeniería es tradicionalmente descomposicional. [ cita necesaria ] Para comprender la totalidad de algo, primero se divide en sus partes. [ cita necesaria ] Uno domina las partes y luego las vuelve a juntar para crear una mejor comprensión de cómo dominar el todo. El enfoque de la ingeniería industrial y de sistemas (ISE) es opuesto; ninguna parte puede entenderse sin el contexto de todo el sistema. Los cambios en una parte del sistema afectan a todo el sistema, y la función de una sola parte es servir mejor a todo el sistema.
Además, la ingeniería industrial considera el factor humano y su relación con el aspecto técnico de la situación y todos los demás factores que influyen en toda la situación, [4] mientras que otras disciplinas de ingeniería se centran en el diseño de objetos inanimados.
"Los ingenieros industriales integran combinaciones de personas, información, materiales y equipos que producen organizaciones innovadoras y eficientes. Además de la fabricación, los ingenieros industriales trabajan y consultan en todas las industrias, incluidos hospitales, comunicaciones, comercio electrónico, entretenimiento, gobierno, finanzas, alimentos, productos farmacéuticos, semiconductores, deportes, seguros, ventas, contabilidad, banca, viajes y transporte". [11]
"La Ingeniería Industrial es la rama de la Ingeniería más relacionada con los recursos humanos, ya que aplicamos las habilidades sociales para trabajar con todo tipo de empleados, desde ingenieros, comerciales hasta la alta dirección. Uno de los principales focos de un Ingeniero Industrial es mejorar el entorno laboral. entornos de las personas, no para cambiar al trabajador, sino para cambiar el lugar de trabajo". [11]
"Todos los ingenieros, incluidos los ingenieros industriales, toman las matemáticas a través del cálculo y las ecuaciones diferenciales. La ingeniería industrial se diferencia en que se basa en matemáticas de variables discretas, mientras que todas las demás ingenierías se basan en matemáticas de variables continuas. Destacamos el uso del álgebra lineal y la diferencia. ecuaciones, a diferencia del uso de ecuaciones diferenciales que son tan frecuentes en otras disciplinas de ingeniería. Este énfasis se hace evidente en la optimización de los sistemas de producción en los que secuenciamos pedidos, programamos lotes, determinamos el número de unidades de manipulación de materiales, organizamos diseños de fábrica, encontrar secuencias de movimientos, etc. Como ingenieros industriales, nos ocupamos casi exclusivamente de sistemas de componentes discretos." [11]
Si bien se aplicó originalmente a la fabricación , el uso de industrial en ingeniería industrial puede ser algo engañoso, ya que ha crecido hasta abarcar cualquier enfoque metódico o cuantitativo para optimizar el funcionamiento de un proceso, sistema u organización. De hecho, lo industrial en ingeniería industrial significa la industria en su sentido más amplio. [12] La gente ha cambiado el término industrial a términos más amplios como ingeniería industrial y de fabricación , ingeniería industrial y de sistemas , ingeniería industrial e investigación de operaciones , ingeniería y gestión industrial .
La ingeniería industrial tiene muchas subdisciplinas, las más comunes se enumeran a continuación. Aunque hay ingenieros industriales que se centran exclusivamente en una de estas subdisciplinas, muchos se ocupan de una combinación de ellas, como la cadena de suministro y la logística, y la gestión de instalaciones y energía. [13] [14]
Ingeniería de métodos
Ingeniería de instalaciones y gestión energética.
Ingeniería financiera
Ingenieria Energetica
Factores humanos e ingeniería de seguridad.
Ingeniería y gestión de sistemas de información.
Ingeniería de Manufactura
Ingeniería y gestión de operaciones.
Investigación y optimización de operaciones
Planificación de políticas
Ingeniería de Producción
Ingeniería de calidad y confiabilidad
Gestión de la cadena de suministro y logística.
Ingeniería y análisis de sistemas.
Simulación de sistemas
Disciplinas relacionadas
Desarrollo organizacional y gestión del cambio.
Conducta economica
Los ingenieros industriales estudian la interacción de los seres humanos con máquinas, materiales, información, procedimientos y entornos en dichos desarrollos y en el diseño de un sistema tecnológico. [15]
Los títulos de ingeniería industrial acreditados en cualquier país miembro del Acuerdo de Washington disfrutan de la misma acreditación en todos los demás países signatarios, lo que permite a los ingenieros de un país ejercer la ingeniería profesionalmente en cualquier otro.
Las universidades ofrecen títulos a nivel de licenciatura, maestría y doctorado.
En los Estados Unidos, el título universitario obtenido es una licenciatura en ciencias (BS) o una licenciatura en ciencias e ingeniería (BSE) en ingeniería industrial (IE). En Sudáfrica , el título universitario es una licenciatura en ingeniería (BEng). Las variaciones del título incluyen Ingeniería Industrial y de Operaciones (IOE) e Ingeniería Industrial y de Sistemas (ISE o ISyE).
El plan de estudios típico incluye una base amplia de matemáticas y ciencias que abarca química , física , mecánica (es decir, estática, cinemática y dinámica), ciencias de los materiales , ciencias de la computación , electrónica/circuitos, diseño de ingeniería y el rango estándar de matemáticas de ingeniería (es decir, cálculo , álgebra lineal , ecuaciones diferenciales , estadística ). Para que cualquier programa universitario de ingeniería sea acreditado, independientemente de su concentración, debe cubrir una extensión muy similar de dicho trabajo fundamental, que también se superpone en gran medida con el contenido evaluado en uno o más exámenes de licenciatura en ingeniería en la mayoría de las jurisdicciones.
Los cursos específicos de IE implican cursos especializados en áreas como optimización , probabilidad aplicada , modelado estocástico , diseño de experimentos , control estadístico de procesos , simulación , ingeniería de fabricación , ergonomía / ingeniería de seguridad e ingeniería económica . Los cursos optativos de ingeniería industrial suelen cubrir temas más especializados en áreas como fabricación , cadenas de suministro y logística , análisis y aprendizaje automático , sistemas de producción , factores humanos y diseño industrial , y sistemas de servicios . [17] [18] [19] [20] [21] [22]
Ciertas escuelas de negocios pueden ofrecer programas con cierta relevancia superpuesta a IE, pero los programas de ingeniería se distinguen por un enfoque mucho más intensamente cuantitativo, materias optativas de ciencias de la ingeniería requeridas y los cursos básicos de matemáticas y ciencias requeridos en todos los programas de ingeniería.
El título de posgrado habitual que se obtiene es la maestría en ciencias (MS), la maestría en ciencias e ingeniería (MSE) o la maestría en ingeniería (MEng) en ingeniería industrial o varios títulos alternativos de concentración relacionados.
Los planes de estudio típicos de MS pueden cubrir:
Si bien la ingeniería industrial como título formal existe desde hace años, el consenso sobre los temas que se deben enseñar y estudiar difiere entre los países. Por ejemplo, Turquía se centra en una carrera muy técnica, mientras que Dinamarca, Finlandia y el Reino Unido tienen una carrera centrada en la gestión, lo que la hace menos técnica. Estados Unidos, mientras tanto, se centra en estudios de casos, resolución de problemas en grupo y mantiene un equilibrio entre el lado técnico y no técnico. [24]
Tradicionalmente, un aspecto importante de la ingeniería industrial era la planificación de la distribución de las fábricas y el diseño de líneas de montaje y otros paradigmas de fabricación. Y ahora, en los sistemas de fabricación ajustada , los ingenieros industriales trabajan para eliminar el desperdicio de tiempo, dinero, materiales, energía y otros recursos.
Ejemplos de dónde se podría utilizar la ingeniería industrial incluyen diagramas de procesos de flujo, mapeo de procesos, diseño de una estación de trabajo de ensamblaje, elaboración de estrategias para diversas logísticas operativas, consultoría como experto en eficiencia, desarrollo de un nuevo algoritmo financiero o sistema de préstamos para un banco, optimización de operaciones y sala de emergencias. ubicación o uso en un hospital, planificación de esquemas complejos de distribución de materiales o productos (lo que se conoce como gestión de la cadena de suministro ) y acortamiento de filas (o colas ) en un banco, hospital o parque temático.
Los ingenieros industriales modernos suelen utilizar sistemas de tiempo de movimiento predeterminados , simulación por computadora (especialmente simulación de eventos discretos ), junto con amplias herramientas matemáticas para el modelado, como la optimización matemática y la teoría de colas , y métodos computacionales para el análisis, evaluación y optimización de sistemas. Los ingenieros industriales también utilizan las herramientas de la ciencia de datos y el aprendizaje automático en su trabajo debido a la fuerte relación de estas disciplinas con el campo y la formación técnica similar que se requiere de los ingenieros industriales (incluida una base sólida en teoría de la probabilidad , álgebra lineal y estadística) . además de tener habilidades de codificación ). [25]
Medios relacionados con la ingeniería industrial en Wikimedia Commons