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Una línea de ensamblaje es un proceso de fabricación (a menudo llamado ensamblaje progresivo ) en el que se agregan piezas (generalmente piezas intercambiables ) a medida que el ensamblaje semiacabado se mueve de una estación de trabajo a otra, donde las piezas se agregan en secuencia hasta que se produce el ensamblaje final. Al mover mecánicamente las piezas al trabajo de ensamblaje y mover el conjunto semiacabado 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 transportaran las piezas a una pieza estacionaria para su ensamblaje.
Las líneas de montaje son métodos comunes para ensamblar artículos complejos como automóviles y otros equipos de transporte , electrodomésticos y productos electrónicos .
Se denomina ensambladores a los trabajadores encargados de los trabajos de la línea de montaje . [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 transportadores o vehículos motorizados, como montacargas o por gravedad , sin transporte manual. El levantamiento de objetos pesados se realiza mediante máquinas como puentes grúa o carretillas elevadoras. Cada trabajador suele realizar una operación sencilla a menos que se apliquen estrategias de rotación de puestos.
Según Henry Ford :
Los principios de montaje son estos:
(1) Coloque las herramientas y los hombres en la secuencia de la operación de modo que cada componente recorra la menor distancia posible durante el proceso de acabado.
(2) Utilizar correderas de trabajo o alguna otra forma de transportador de manera que cuando un trabajador complete su operación, deje caer la pieza siempre en el mismo lugar (lugar que siempre debe ser el más conveniente para su mano) y si es posible tenga gravedad. llevar la pieza al siguiente trabajador por su cuenta.
(3) Utilice líneas de ensamblaje deslizantes mediante las cuales las piezas a ensamblar se entreguen a distancias convenientes. [2]
El diseño de líneas de montaje es un desafío matemático bien establecido, conocido como problema de equilibrio de la línea de montaje. [3] En el problema simple de equilibrio de una 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 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 agujero) 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 cinta transportadora mueva la pieza de trabajo a la siguiente estación. Los principales problemas de planificación para operar líneas de montaje incluyen la integración de la cadena de suministro , el control de inventario y la programación de la producción . [4]
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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 intersticiales arbitrarios); Sólo uno de estos pasos se puede realizar a la vez. En la producción tradicional, sólo se ensamblaría un automóvil a la vez. Si la instalación del motor tarda 20 minutos, la instalación del capó tarda cinco minutos y la instalación de las ruedas tarda 10 minutos, entonces se puede producir un automóvil cada 35 minutos.
En una línea de montaje, el montaje de automóviles se divide en varias estaciones, todas trabajando simultáneamente. Cuando una estación termina con un coche, éste lo pasa a la siguiente. Al tener tres estaciones se pueden operar tres coches al mismo tiempo, cada uno en una fase de montaje diferente.
Después de terminar su trabajo en el primer vagón, el equipo de instalación del motor puede comenzar a trabajar en el segundo vagón. Mientras el equipo de instalación del motor trabaja en el segundo vagón, el primer vagón puede trasladarse a la estación del capó y equiparse con un capó, luego a la estación de ruedas y equiparse con ruedas. Una vez que se ha instalado el motor en el segundo automóvil, el segundo automóvil se mueve hacia el conjunto del capó. Al mismo tiempo, el tercer coche se desplaza hacia el conjunto del motor. Cuando se ha montado el motor del tercer automóvil, se puede trasladar a la estación del capó; mientras tanto, los coches siguientes (si los hay) se pueden trasladar a la estación de instalación de motores.
Suponiendo que no haya pérdida de tiempo al trasladar un automóvil de una estación a otra, la etapa más larga de la línea de montaje determina el rendimiento (20 minutos para la instalación del motor), de modo que se puede producir un automóvil cada 20 minutos, una vez que el primer automóvil demora 35 minutos. ha sido producido.
Antes de la Revolución Industrial , la mayoría de los productos manufacturados se elaboraban individualmente a mano. Un solo artesano o un equipo de artesanos crearía cada parte de un producto. Usarían sus habilidades y herramientas, como limas y cuchillos, para crear las piezas individuales. Luego los ensamblarían hasta obtener el producto final, haciendo cambios 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 analizó detalladamente la división del trabajo en la fabricación de alfileres en su libro La riqueza de las naciones (publicado en 1776).
El Arsenal veneciano , que data aproximadamente de 1104, funcionaba de forma similar a una línea de producción . Los barcos avanzaban por un canal y eran equipados por las distintas tiendas por las 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 cada día y podían equipar, armar y abastecer una cocina recién construida con piezas estandarizadas en una línea de montaje. Aunque el Arsenal duró hasta principios de la Revolución Industrial, los métodos de línea de producción 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 , la de armas de fuego , la relojería , [6] los vehículos tirados por caballos , las locomotoras de ferrocarril , las máquinas de coser y las bicicletas , experimentaron mejoras rápidas en el manejo de materiales, el mecanizado y el ensamblaje durante el siglo XIX, aunque conceptos modernos como ingeniería industrial y logística aún no habían sido nombradas.
Roe (1916) calificó el molino harinero automático construido por Oliver Evans en 1785 como el comienzo del manejo moderno de materiales a granel . El molino de Evans utilizó un elevador de cangilones con correa de cuero, transportadores de tornillo , cintas transportadoras de lona y otros dispositivos mecánicos para automatizar completamente el proceso de elaboración de harina. La innovación se extendió a otras fábricas y cervecerías. [7] [8]
Probablemente el primer ejemplo industrial de un proceso de ensamblaje lineal y continuo sea 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 motines de aparejo utilizados por la Royal Navy . 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 que aún contenía parte de la maquinaria original. [9]
Uno de los primeros ejemplos de un diseño de fábrica casi moderno, diseñado para un fácil manejo de materiales, fue Bridgewater Foundry . Los terrenos de la fábrica estaban bordeados por el canal Bridgewater y el ferrocarril de Liverpool y Manchester . Los edificios se dispusieron en línea con un ferrocarril para transportar el trabajo que atravesaba los edificios. Se utilizaron grúas para levantar el trabajo pesado, que a veces pesaba decenas de toneladas. El trabajo pasó secuencialmente hasta el montaje de la estructura y el montaje final. [10]
La primera línea de montaje de 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 estaba en pleno funcionamiento a principios de 1853. La caldera se sacó de la fundición y se colocó al inicio de la línea, y a medida que avanzaba por el edificio se iría detenerse en varias etapas donde se agregarían nuevas piezas. Desde el nivel superior, donde se fabricaban otras piezas, las piezas más ligeras se bajaban a un balcón y luego se fijaban a la máquina en el nivel del suelo. Cuando la máquina llegara al final del taller, estaría terminada. [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 el control de la trayectoria de las herramientas mediante 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 utilizarse para cargar y descargar barcos en el último cuarto del siglo XIX. [13] Hounshell (1984) muestra un c. Boceto de 1885 de un transportador eléctrico que mueve latas a través de una línea de llenado en una fábrica de conservas.
Se cree que la industria empacadora de carne de Chicago fue una de las primeras líneas de montaje (o líneas de desmontaje) industriales que se utilizaron en los Estados Unidos a partir de 1867. [14] Los trabajadores se paraban en estaciones fijas y un sistema de poleas llevaba la carne a cada trabajador y completarían una tarea. Henry Ford y otros han escrito sobre la influencia de esta práctica de matadero en los desarrollos posteriores en 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 lo utilizó para construir el primer automóvil producido en masa, el Oldsmobile Curved Dash . [18] Olds patentó el concepto de línea de montaje, que puso a funcionar en su fábrica de Olds Motor Vehicle Company en 1901. [19]
En Ford Motor Company , la línea de montaje fue presentada por William "Pa" Klann a su regreso de visitar el matadero de Swift & Company en Chicago y ver lo que se conoció como la "línea de desmontaje", donde los cadáveres eran masacrados mientras se movían a lo largo de un transportador. . Le llamó la atención la eficacia de una persona quitando la misma pieza una y otra vez sin desplazarse a otra estación. Informó de la idea a Peter E. Martin , que pronto sería jefe de producción de Ford, quien tenía dudas en ese momento pero lo animó a continuar. Otros en Ford han afirmado haberle 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 línea de montaje automatizada. Ford se mostró agradecido, ya que visitó las instalaciones altamente automatizadas de manejo de pedidos por correo de Sears de 40 acres alrededor de 1906. En Ford, el proceso fue una evolución por prueba y error [17] de un equipo compuesto principalmente por Peter E. Martin , el superintendente de la fábrica; Charles E. Sorensen , asistente de Martin; Clarence W. Avery ; C. Harold Wills , dibujante y fabricante de herramientas; Charles Ebender; y József Galamb . Parte del trabajo preliminar para tal desarrollo se había sentado recientemente con el diseño inteligente de la colocación de máquinas-herramienta que Walter Flanders había estado realizando en Ford hasta 1908.
La línea de montaje móvil se desarrolló para el Ford Modelo T y comenzó a funcionar el 7 de octubre de 1913 en la planta Ford de Highland Park , [21] [22] y continuó evolucionando después de eso, utilizando el estudio de tiempo y movimiento . [17] La línea de montaje, impulsada por cintas transportadoras , redujo el tiempo de producción de un Modelo T a sólo 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 de su línea de montaje de 1913:
Creo que esta fue la primera línea móvil jamás instalada. La idea surgió de manera general del carro elevado que los empacadores de Chicago usan 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 se trataba tanto de "inventores" individuales sino de 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 surge directamente de lo que elaboramos en Ford Motor Company entre 1908 y 1913. Generalmente se considera a Henry Ford como el padre de la producción en masa. . Él no estaba. Él fue el patrocinador del mismo. [25]
Como resultado de estos avances en el método, los autos de Ford salieron de la línea en intervalos de tres minutos o seis pies por minuto. [26] Esto fue mucho más rápido que los métodos anteriores, aumentando la producción en ocho a uno (requiriendo 12,5 horas-hombre antes, 1 hora y 33 minutos después), mientras usaba menos mano de obra. [6] Tuvo tanto éxito que la pintura se convirtió en un cuello de botella. Sólo el negro japonés se secaría 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 línea de montaje fue una parte integral de la difusión del automóvil en la sociedad estadounidense. La disminución de los costos de producción permitió que el costo del Modelo T estuviera dentro del presupuesto de la clase media estadounidense. En 1908, el precio de un Modelo T rondaba los 825 dólares y en 1912 había disminuido a unos 575 dólares. Esta reducción de precio es comparable a una reducción de 15.000 dólares a 10.000 dólares en términos de dólares a partir del año 2000. En 1914, un trabajador de una línea de montaje podía comprar un Modelo T con cuatro meses de salario. [6]
Los complejos procedimientos de seguridad de Ford, especialmente asignar a cada trabajador a un lugar específico en lugar de permitirles deambular, 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 industrias importantes. Las ganancias de eficiencia de la línea de montaje también coincidieron con el despegue de Estados Unidos. La línea de montaje obligaba a los trabajadores a trabajar a un cierto ritmo con movimientos muy repetitivos, lo que conducía a una mayor producción por trabajador, mientras que otros países utilizaban métodos menos productivos.
En la industria del automóvil , su éxito fue dominante, y rápidamente se extendió por todo el mundo. Ford Francia y Ford Gran Bretaña en 1911, Ford Dinamarca 1923, Ford Alemania y Ford Japón 1925; en 1919, Vulcan (Southport, Lancashire) fue el primer fabricante europeo en adoptarlo. Pronto, las empresas tuvieron que tener líneas de montaje, o correr el riesgo de quebrar al no poder competir; en 1930, 250 empresas que no lo hacían habían desaparecido. [6]
La demanda masiva de equipo militar en la Segunda Guerra Mundial impulsó técnicas de línea de montaje en la construcción naval y la producción de aviones. Se construyeron miles de barcos Liberty haciendo un uso extensivo de la prefabricación, lo que permitió que el ensamblaje del barco 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 necesaria ] Vultee fue pionero en el uso de la línea de montaje motorizada para la fabricación de aviones. Rápidamente siguieron otras empresas. Como observó William S. Knudsen (que trabajó en Ford, [17] GM y la Comisión Asesora de Defensa Nacional): "Ganamos porque asfixiamos al enemigo con una avalancha de producción, como nunca había visto ni soñado posible. ". [27] [28]
En su autobiografía de 1922, [2] Henry Ford menciona varios beneficios de la línea de montaje, entre ellos:
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 horas mientras bajaba continuamente el precio del Modelo T. Estos objetivos parecen altruistas; sin embargo, se ha argumentado que Ford las implementó para reducir la alta rotación de empleados: 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 a 963" para contrarrestar el natural disgusto que parece haber inspirado la cadena de montaje. [29]
El trabajo sociológico ha explorado la alienación social y el aburrimiento que sienten muchos trabajadores debido a la repetición de realizar la misma tarea especializada durante todo el día. [30]
Karl Marx expresó en su teoría de la alienación 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 ven reflejada su naturaleza esencial". Marx veía el trabajo como una oportunidad para que las personas exteriorizaran facetas de sus personalidades. Los marxistas sostienen que realizar tareas repetitivas y especializadas provoca una sensación de desconexión entre lo que hace un trabajador todo el día, quién es realmente y lo que idealmente podría aportar a la sociedad. Además, Marx considera que estos empleos especializados son inseguros, ya que el trabajador es prescindible tan pronto como los costos aumentan y la tecnología puede reemplazar el trabajo humano más costoso. [31]
Dado que los trabajadores tienen que permanecer en el mismo lugar durante horas y repetir el mismo movimiento cientos de veces al día, las lesiones por esfuerzos repetitivos son una posible patología de la seguridad laboral . El ruido industrial también resultó peligroso. Cuando no era demasiado alto, a los trabajadores se les prohibía hablar. Charles Piaget , trabajador cualificado de la fábrica LIP , recordó que, además de tener prohibido hablar, los trabajadores semicalificados sólo tenían 25 centímetros para moverse. [32] Posteriormente, la ergonomía industrial intentó minimizar el trauma físico.
La línea de montaje... fue el resultado de un largo período de prueba y error. La línea de montaje no fue un desarrollo planificado; más bien, surgió en 1913 de una situación dinámica. Personas como Carl Emde, William Klann y William Knudsen desempeñaron papeles clave en los primeros esfuerzos de automatización en la fábrica de Ford en Highland Park. Dos personas fueron esenciales para el éxito de la línea de montaje en movimiento: Clarence Avery y Charles Sorensen. Rediseño constante del Modelo T. Muchos componentes se modificaron periódicamente para que el vehículo fuera más fácil de ensamblar. Sólo en 1913, Ford realizó más de 100 cambios de diseño cada mes. La experimentación continua fue la regla y no la excepción en la planta de Ford en Highland Park. Los ingenieros de Ford rediseñaban y ajustaban constantemente plantillas y accesorios, y planificaban nuevas máquinas herramienta o reparaban las antiguas, para lograr una mayor producción.
Compañero de la serie de PBS El genio que fue China .
