Prospectiva de La Ingenieria Industrial Hacia El 2020

Prospectiva de la Ingeniería Industrial hacia el 2020

UPIICSA XII,V,36 2004 25


Domingo González Zúñiga*

*Maestro en Ciencias con especialidaden Ingeniería Industrial por la UPIICSA.Profesor-Investigador de las Academiasde Ingeniería Industrial de la UPIICSA.e-mail: [email protected]

T radicionalmente, los ingenie-ros industriales determinan

las maneras más efectivas para usarlos factores básicos de producción:gente, máquinas, materiales, infor-mación, y energía, para fabricar unproducto o para proveer un servi-cio. Ellos son el puente entre lasmetas de la dirección y el cumpli-miento operacional. Ellos se inte-resan más en la productividadcreciente mediante la dirección degente, los métodos de organizaciónde negocio, y tecnología.

El aspecto más distintivo de laIngeniería Industrial es la flexi-bilidad que ofrece. Ya sea en unalínea de producción, moderni-zando una sala de operaciones,distribuyendo productos en elámbito mundial, o en fabricaciónde automóviles superiores, todoscomparten la meta común deahorrar el dinero de la empresa yaumentar su eficiencia. Los inge-nieros industriales saben cómohacer mejor las cosas. Diseñanprocesos y sistemas que mejorancalidad y productividad. Trabajanpara eliminar desperdicio detiempo, dinero, materiales, energía,y otras mercancías. “El IngenieroIndustrial es sinónimo de inte-grador de sistemas, en otras pala-bras, es un pensador de imagenamplia. Es quien toma lo que existehoy y conceptúa lo que debe existiren el futuro. Los IEs dedican lamayoría de su tiempo en el am-biente operativo real, obteniendosoluciones con enfoques científicosa los problemas.”, dice John

Samuels, vicepresidente de Nor-folk Sur.

Las tendencias de las economíasemergentes, las transiciones polí-ticas y sociales y las nuevas manerasde hacer negocios están cambiandoal mundo dramáticamente. Estastendencias sugieren que el am-biente competitivo para la prácticade la Ingeniería Industrial en elfuturo cercano será significa-tivamente diferente a como es hoy.La profesión de la Ingeniería In-dustrial y su función han cambiadosignificativamente en los últimos20 años; el surgimiento de nuevastecnologías exigido por la intensacompetencia continuará dirigién-dose al desarrollo de nuevosprocesos y productos tanto enservicios como en manufactura.

Surgirán también nuevas prác-ticas de administración y trabajo,estructuras organizativas y méto-dos de decisión como complementoa estos nuevos procesos y pro-ductos. Los ingenieros industrialesrequerirán mejorar significati-vamente sus capacidades para teneréxito en este ambiente competitivo.El desarrollo de esas capacidadesrepresenta uno de los retos prin-cipales que enfrentan los ingenierosindustriales. A continuación sedescriben varias áreas en las queestá involucrado el ingeniero in-dustrial indicando los avances quese esperan en cada una obtenidosde diversas fuentes que han hechosus proyecciones hacia el futuro.

Ingeniería de manufactura(1)

Las tendencias en el desarrollode tecnología a grandes rasgos sepueden clasificar en:

1. Manufactura determinística obasada en matemáticas. Abarca:

algoritmos, procesos modelos,métodos analíticos, y las quehan llegado a ser críticas en lahabilitación de máquinas-herra-mienta superiores, procesos máseficientes, capacidades de fa-bricación avanzadas, y mejoressistemas de decisión.

2. Integración de la gente y latecnología. Proporciona venta-jas decisivas, mejora en lasganancias que se buscan en lasinversiones de capital.

3. Tecnología de la información(IT). Creando y expandiendo lasoportunidades de negocios quesólo se ha comenzado a desa-rrollar y que es el catalizadorque posibilita los cambios en lamanera en que las compañías seorganizan, operan, colaboran ycompiten; dos ejemplos son lascadenas de abastecimiento y lasempresas virtuales.

Los grandes retos o metasfundamentales que determinó laComisión sobre Retos Visionariosen Manufactura para 2020, esta-blecida por la Junta del ConsejoNacional de Investigación sobreIngeniería y Manufactura de USA,son:

• Lograr la concurrencia en todaslas operaciones.

• Integrar recursos humanos ytécnicos para mejorar la satis-facción y el cumplimiento de lafuerza de trabajo.

• Transformar instantáneamentela información reunida desdeun conjunto extenso de fuentesen conocimiento útil para hacerdecisiones efectivas.

(1) Jackson, Richard H.F., Perspectives On TheFuture Of Manufacturing Engineering, Remarksto the Fall Meeting of the Council on Engi-neering and Technology, Manufacturers Al-liance, Gaithersburg, Md. September 18, 1997.

Jimmy

Note

- Ingenieria de Manufactura - Manufactura Concurrente - Mejores practicas de manufactura - Administracion de Operaciones - conceptos y sistemas de administracion de la calidad total - Administracion de la cadena de abastecimientos - Administracion de la automatizacion, aplicaciones de IT - Integracion de Recursos Humanos y Tecnicos - Conversion de informacion a conocimiento - Conpatibilidad Ambiental - Empresas Reconfigurables - Procesos innovadores - Tecnologia de manufactura - Manufactura agil (Lean Manufacturating). Enfoque al futuro - La transformacion Organizacional - Seguridad y Ergonomia


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· Reducir el impacto ambientaldel producto y el desperdiciode producción a cerca de cero.

· Reconfigurar las empresas defabricación rápidamente conrespecto a oportunidades ynecesidades cambiantes.

· Desarrollar procesos de fabri-cación innovadores y productoscon un enfoque en escala di-mensional decreciente.

Manufactura concurrente

Concurrencia significa que laplanificación, el desarrollo, y laimplementación se harán en para-lelo, más que secuencialmente. Lameta es que la conceptualización,el diseño, y la producción deproductos y los servicios sean tanconcurrentes como sea posible parareducir tiempo de entrada almercado, fomentar la innovación,y mejorar la calidad. Las empresasconcurrentes considerarán, du-rante las fases de diseño y pro-ducción, el soporte del producto,incluyendo la entrega, el servicio y,al término de vida, la disposición(reciclando, reusando, o dese-chando). Todos los aspectos de lafabricación están en red para quelas decisiones en lo que concierne auna actividad puedan tomarse conbase en la información del cono-cimiento y la experiencia desdetodos los aspectos de la empresa.La retroalimentación durante lavida de los productos y los serviciosserá continua.

La fabricación concurrenterevolucionará las maneras deactuar de la gente recíprocamentea todos los niveles de una orga-nización. Teamwork (trabajo enequipo) es la palabra usada paradescribir estas interacciones, perono puede describir precisamentelas relaciones del futuro. Las redesinteractivas de computadora vincu-larán a los trabajadores en todoslos aspectos del negocio. Seránnecesarias nuevas relaciones so-ciales y habilidades de comu-nicación, así como también unanueva cultura incorporada en que

el éxito requerirá no solamente depericia y experiencia, sino tambiénde la capacidad para usar cono-cimiento rápidamente y efectiva-mente.

La concurrencia acortará drásti-camente el tiempo entre la concep-ción de un producto y su realiza-ción. Por ejemplo:

• Productos de consumo, cuyodiseño toma ahora de seis anueve meses para alcanzar elmercado, se entregarán a losclientes en semanas.

• Los productos grandes que sonlas combinaciones de electró-nica y estructuras mecánicas,que ahora tardan años endesarrollarse, se pondrán enservicio en meses.

• El diseño de microprocesadoresse reducirá de un ciclo de dosmeses a uno de un mes apoyadopor instalaciones flexibles defabricación que pueden pro-ducir nuevos diseños.

• Los materiales compuestos ysintéticos estarán disponiblescasi inmediatamente después dehaber especificado sus propie-dades para aplicaciones delproducto.

En manufactura se tienen queconsiderar una variedad de tópicostales como:

Mejores prácticas de manufactura

Se refieren a cómo la innovacióny la medición, el control y lareducción de costos influyen enmantener la ventaja competitiva,incluyen técnicas como:

• Costos basados en actividades(ABC).

• Costos basados en manufacturaágil (LEAN Accounting).

• Uso innovativo de recursos oprocesos.

• Grupos efectivos de trabajo enalta tecnología de manufactura.

• Benchmarking de procesos demanufactura (MPB).

• Diseño para el ambiente (DFE).• Ecoeficiencia.

• Teoría del análisis del ciclo devida.

• Evaluación del impacto del ciclode vida (LCIA).

• Principios del cambio soste-nible.

• El ciclo PHVA del desarrollosistemático.

Administración de operaciones

Se enfoca a conceptos como:

• Planeación, desarrollo e imple-mentación en paralelo.

• Redes interactivas de compu-tadoras.

• Una nueva cultura organiza-cional en que el éxito requeriráno solamente de pericia yexperiencia, sino también de lacapacidad de usar el cono-cimiento rápidamente y efecti-vamente.(2 )

• Estándar para el intercambio dedatos del producto, STEP (Stan-dard for the Exchange of Product-Model Data).(3 )

• Modelado de capacidad desistemas.

• Metodologías de diseño flexibley modular; procesos de fabri-cación y equipamiento flexible;y materiales y procesos adap-tables.

• Manufactura: ágil, sincrónica,flexible, celular, justo a tiempo,etc.

• Análisis: AMEF (del modo yefecto de falla), RCA (de causaraíz), HAZOP (de operabilidady riesgo).

• Conceptos de conservación yconfiabilidad como Manteni-miento Productivo Total (TPM)y Mantenimiento Centrado enConfiabilidad (RCM).

• Teoría de Restricciones (TOC).• Sistema Tambor, reserva, cuer-

da (DBR).• Sistemas de planeación avan-

zada (SAP).• Sistemas de administración de

mantenimiento computariza-dos (CMS).

(2) Computing Canada. Virtual development inpractice. Computing Canada 23(26): 36. 1997.

(3) [www.nist.gov/sc4/www/stepdocs.htm]



• Procesos de producción comple-jos.

• Instalaciones extensas de líneasde producción que desarrollansus propios sistemas de di-rección de fabricación y ope-ración, y que generalmenteconsisten de 20 a 30 elementosque pueden auditarse. Millaresde componentes, innumerablessubcomponentes que necesitanser planificados y pronosticadospara asegurar una operaciónóptima.

• La Confiabilidad y la Conser-vación son áreas clave dondelos conceptos están cambiandorápidamente para mantenercostos bajos y mejorar opera-ciones.

Conceptos y sistemas deadministración de calidad total

En el ámbito global, la altacalidad es el requisito para competiren el mercado mundial. La Admi-nistración de Calidad Total hacreado grandes expectativas en elmercado global. Esto ha elevadolos estándares de rendimientoorganizacional y ha aumentado lademanda para más mejoras enproductos, servicios y procesos.

La calidad en el negocio no esuna cosa o la otra, es el todo.(4 )

En el escenario global, losfabricantes japoneses han demos-trado varios conceptos efectivos enla Administración de Calidad To-tal como el Costo de Calidad Pobre(COPQ), Kaizen (mejora continua),Justo a Tiempo (JIT), sistemas decontrol de producción basados entarjetas (KANBAN), Seis sigma, yel sistema a prueba de fallas(Poka-Yoke).

Es necesario incluir en estosconceptos los siguientes:

• (Hoshin Kanri) El sistema parala administración del cambio,la planificación, la implemen-tación y la revisión que, además,es una estructura de desplieguede la política para la calidadexitosa.

• Sistemas colaborativos de cali-dad.

• Sistemas computarizados decalidad.

• Certificación de productos yprocesos.

• La Organización Internacionalde Estandarización (ISO).

• ISO 9000.• ISO 14000• Las 5S en la práctica.• El despliegue de la función de

calidad (QFD).• Análisis de riesgos de puntos

críticos de control (HACCP).• Costos de calidad.

Administración de la cadena deabastecimientos

Es importante considerar cómoel Desarrollo de Proveedores y lasAsociaciones, la Logística y laAdministración de Inventarios, ElManejo de Almacenes y el Desa-rrollo Rápido de Tecnología deInformación (IT), han ayudado alas empresas a reducir sus ciclos deórdenes y a incrementar su efi-ciencia en la entrega de los pro-ductos.

La Cadena de Abastecimientoes un proceso del negocio que vin-cula proveedores, fabricantes,minoristas y clientes para desa-rrollar y entregar productos comouna sola organización virtual. Estose hace para combinar diversosrecursos, habilidades e infor-mación.

La Administración de la Cadenade Abastecimientos es una de lasáreas claves que están siendoenfocadas por las principalescompañías para ganar ventajacompetitiva.

En este enfoque es necesarioincluir el estudio de conceptoscomo:

• Nuevo enfoque de Justo atiempo.

• Reducción de tiempos de entrega.• Reducción de tiempos de prepa-

ración.• La técnica de cambio rápido de

herramental (SMED).

• Solución de problemas deinventarios.

• Logística.• Logística de tercer partido.• Logística de cuarto partido.• Códigos seriales de conte-

nedores de embarque.• Operación de la cadena de

abastecimientos.• Medición del rendimiento de la

cadena de abastecimientos.• Exactitud de las órdenes de

abastecimiento a nivel de per-fección.

• Cadena de abastecimientos detiempo real.

• Intercambio electrónico dedatos (EDI).

• Outsourcing en logística.• Desarrollo y selección de

proveedores.• Control de costos de operación.• Desarrollo de asociaciones y

alianzas estratégicas.• Almacenaje.• Recolección e identificación

automática de datos.• Identificación por Radio Fre-

cuencia (RFID).• Sistemas de localización en

tiempo real (RTLS).• Códigos de barras.• Normas de etiquetado.• El código universal del pro-

ducto.• Seguridad en almacenes.

Administración de laautomatización, aplicaciones deIT(5 )

Este enfoque incluye conceptoscomo:

• Desarrollo rápido de prototipos.• Prototipos digitales.• CAD integrado a la planifi-

cación de inspección.• Tecnología digital de medición

de alta precisión.• Manufactura digital.• CAM, CIM, CAT, CAE, PDM,

(4) http://www.themanagementor.com/EnlightenmentorAreas/mfg/index.htm

(5) Fujita Nobuyuki, Manufacturing Process Revo-lution Thorough Digital Manufacturing, Pro-ceedings of Conference in Centro de Difusiónde Ciencia y Tecnología del IPN, México,septiembre 2003.



ERP, EAI, MRP, SCADA.• Análisis de elemento finito.• Simulación.• Máquinas-herramienta de con-

trol numérico.• Control de automatización.• Software de piso de planta.• Robótica.• Visión de máquina.• Automatización de diseño.• Sistemas basados en conoci-

miento y Tecnología de Infor-mación (IT).(6 )

• Sistema inteligente de manu-factura (IMS)

• Sistema holónico de manufac-tura (HMS)

La integración de recursoshumanos y técnicos

Las tecnologías de fabricacióncontinuarán, en el año 2020, siendoplanificadas, operadas, conser-vadas, coordinadas, y mejoradaspor la gente. Un ambiente globalcompetitivo, rápidamente cam-biante, hará que la tecnología seacada vez más dependiente de lagente. Las tecnologías tendrán queser capaces de adaptarse a lasnecesidades cambiantes del mer-cado, y la gente tendrá que sabercómo perfeccionarlas y mejorarlas.

Las empresas manufacturerasrequerirán:

• Sistemas integrados.• Automatización de funciones

habituales.• Personal dedicado para desa-

rrollar soluciones dirigidas a lasnecesidades de cliente.

• Aprendizaje rápido en toda laempresa.

• Información de tiempo realsobre la condición de cada pasoen la cadena de abastecimiento.

• Sistemas que operen efecti-vamente redes multiculturalesde gente y máquinas.

• Modelos de sistemas para todaslas operaciones de manufactura.

• Tecnologías para ConvertirInformación en Conocimiento.

• Métodos y protocolos unifi-cados para intercambio deinformación.

• Procesos para desarrollo, trans-ferencia y utilización de tecno-logía.

• Nuevos métodos educacionales.• Metodologías de diseño que

incluyen un amplio rango derequerimientos del producto.(7 )

• Métodos de diseño y procesosde manufactura para reconfi-guración de productos.

• Nuevos métodos de diseño desoftware.

• Sistemas y procesos de manu-factura adaptables y reconfi-gurables.

• Optimización de interfaceshombre-máquina.

Conversión de información aconocimiento

Las empresas manufacturerasson fundamentalmente e inelu-diblemente dependientes de latecnología de información, inclu-yendo recopilación, almacenaje,análisis, distribución, y aplicaciónde la información. Si el crecimientoexponencial de tecnologías decomunicación y computadora(hardware y software) continúa a suritmo actual, los negocios de 2020deberían estar sobre la tarea. Losdos retos principales serán:

(1) Capturar y almacenar antece-dentes e información instantá-neamente y transformarlos enconocimiento útil y

(2) Poner este conocimiento adisposición de los usuarios(humanos y máquinas) instan-táneamente dondequiera ycuando se necesite en una formay un idioma familiares.

Uno de los retos para el futurode la manufactura estará en reducirel plazo de espera para nuevosproductos. La fabricación y eldiseño concurrentes requerirán latransferencia de información entiempo real entre diseñadores yfabricantes. La distribución globalde recursos manufacturados y laexpansión de redes de abaste-cimiento retarán a los sistemas deinformación para mantener el con-trol activo. La logística de los

materiales físicamente en movi-miento y los inventarios requerirántambién sistemas de informaciónde tiempo real.

Quizás el reto más grande estaráen la educación. La gente bieninstruida y entrenada, tomarádecisiones mejores y más rápidascon base en una corriente sinprecedentes de antecedentes, infor-mación y conocimiento. Única-mente la gente entrenada e ins-truida será apta para separar lainformación útil de la informacióninútil.

Entre las tecnologías que serequiere aplicar se deberá incluir:(8 )

• Tecnología educacional.• Tecnologías colaborativas, tele-

presencia, teleconferencias ytelecontrol.

• Procesado de lenguaje natural.• Agentes y filtros activos de

conocimiento inteligentes parabúsqueda, filtrado y archivadode datos e información.

• Sistemas de seguridad eficientesy a toda prueba para protegerdatos, información y conoci-mientos.

• Sistemas de inteligencia artifi-cial y de toma de decisiones.

• Sensores y actuadores para con-trol automático de proceso yequipo.(9)

• Modelación y simulación inte-gradas.

Compatibilidad ambiental

Los cambios en la tecnologíaambiental y las metas ambientales

(6) Fujita Nobuyuki, Intelligent ManufacturingSystem and Holonic Manufacturing SystemProject, Proceedings of Conference in Centrode Difusión de Ciencia y Tecnología del IPN,México, septiembre 2003.

(7) CAD/CAM Update. IBM and Daussaultawarded Boeing CATIA contract. CAD/CAM Update 9: 1-8. 1997.

(8) NGM (Next-Generation Manufacturing).Next-Generation Manufacturing: A Frameworkfor Action. Bethlehem, Pa.: Agility Forum.1997.

(9) NRC (National Research Council). Manufac-turing Process Controls for the Industries ofthe Future. NMAB-487-2. Washington, D.C.:National Academy Press. 1998.



que se listan más adelante seidentificaron en un informe recientepor el Consejo Nacional de Inves-tigación de USA(10) :

• La preponderancia de enfoquesde incentivos basados en laregulación ambiental (en vez deenfoques de autoridad y con-trol usados hoy).

• Mejoramiento en los sistemasde medición y verificación decalidad ambiental para aumen-tar el entendimiento ecológico.

• Disminución de efectos adver-sos de químicos en el ambiente.

• Desarrollo de fuentes alternasde energía y una evaluación delos impactos ambientales.

• Utilización de ingeniería desistemas y enfoques ecológicospara reducir uso de recursos.

• Mejor entendimiento de larelación entre la población y elconsumo como medio de redu-cir el impacto ambiental delcrecimiento demográfico.

• Establecimiento de metas am-bientales con base en índices ydirección del cambio más quesobre objetivos específicos.

Las industrias manufacturerasdel futuro tendrán una ventajacompetitiva si participan proacti-vamente en la evaluación deimpactos ambientales, el estable-cimiento de metas ambientales, yel desarrollo de tecnología paraalcanzar las metas ambientales.

Los fabricantes pueden iden-tificar y desarrollar tecnologías deproceso que mejorarán dramá-ticamente su uso de energía,recursos humanos, y materiales.Las empresas manufacturerasencararán dos retos ambientalesprincipales:

El primer reto cierra la brechaentre la compresión actual deimpactos ambientales y lastecnologías que intentan reducirel control de la contaminación yel desperdicio y el entendi-miento necesario para alcanzarlas metas ambientales futuras.

El segundo reto es cambiar elespíritu de las empresas defabricación para incorporarcooperación, proactividad,trabajo en equipo, y asociacionesglobales con gobiernos, laacademia, alianzas de empresascompetitivas de fabricación, ycomunidades para alcanzar lasmetas ambientales.

Las acciones y tecnologíasrequeridas son:

• Evaluación y modelado delriesgo.

• Procesos de manufactura condesperdicio cercano a cero.

• Reducción del consumo deenergía.

• Conciencia ambiental de lasempresas manufactureras.

• Evaluación profunda y análisiscosto beneficio del riesgo.(11)

Empresas reconfigurables

Un reto significativo en el 2020será la habilidad de la organizaciónpara formar alianzas complejas conotras organizaciones muy rápida-mente.

La reconfiguración podría invo-lucrar organizaciones múltiples,una sola organización, o el procesode la producción de una organi-zación. Los factores impulsorespara las empresas reconfigurablesestán cambiando rápidamente lasnecesidades del cliente; las opor-tunidades de mercado rápida-mente cambiante; y desarrollos deprocesos de fabricación, productos,y tecnologías de electrónica decomunicaciones.(12)

La rápida reconfiguración en elámbito de una organización reque-rirá de nuevas estructuras organi-zacionales y relaciones de emple-ados, así como también muchamayor integración y flexibilidad deactividades.

Las empresas en el 2020 y másallá se caracterizarán por capaci-dades y prácticas en las áreassiguientes:

• Estructuras intraorganizacio-nales e ínterorganizacionalescon base en modelos de coope-ración transitoria flexible.

• Empresas enfocadas a oportuni-dades de mercado más que asupervivencia y crecimiento.

• Información y tecnología com-partidas entre competidores.

• Acuerdos mundiales relativosa emisiones de patentes y otrosderechos de propiedad inte-lectual.

• Reparto equitativo de las ga-nancias de colaboración.

• Incorporación de actividades ovalores basados en conoci-miento en los negocios.

• Relaciones y estimación decostos basadas en valor.

• Cadenas de abastecimientoclaramente bien integradas.

• Sistemas de administración deinformación, representación, ycomunicación interculturales.

• Tecnologías emergentes.• Empresa reconfigurable.• Estructura organizacional re-

configurable.• Operaciones de manufactura

reconfigurables.

Procesos innovadores

El reto está en aplicar conceptostotalmente nuevos en operacionesunitarias para fabricación queconducirán a cambios dramáticosen las capacidades de producción.Los adelantos importantes se haránposibles por diseñar procesos yproductos a escalas menores ymenores, finalmente a nivelesmoleculares y atómicos. La nece-sidad de estos procesos revolu-cionarios será impulsada por lasrealidades competitivas en 2020,

(10) NRC. Linking Science and Technology toSociety’s Environmental Goals. Washington,D.C.: National Academy Press. 1996.

(11) Sheng, P., and B. Allenby. Environmental Con-siderations in Manufacturing. Presentation atthe Workshop on Visionary Manufacturing Chal-lenges, National Research Council, BeckmanCenter, Irvine, California, April 1-3, 1997.

(12) Kaplan, R.S., and D.P. Norton. The BalancedScorecard: Translating Strategy into Action.Cambridge, Mass.: Harvard Business SchoolPress. 1996.



cuando las diferencias primariasentre empresas de fabricación seránsu capacidad para crear y producirnuevos productos rápidamente ysatisfacer las altas expectativas ydemandas constantemente cam-biantes de los clientes.(13)

En el mundo de 2020, lasoperaciones unitarias revolu-cionarias conducirán a cambiosdramáticos en nuevas capacidadesen las maneras siguientes:

• La integración de los procesosunitarios múltiples en una solaoperación reducirá significa-tivamente la inversión de capi-tal, tiempo de inspección,manipulación, y tiempo deprocesado(14) . Teóricamente,una máquina simple podríaproducir un producto completo.

• Procesos que son completa-mente programables y que norequieren herramentales duros(hardware) habilitarán la perso-nalización de productos y elcambio rápido de un productoa otro.

• La creación de procesos autodi-rigidos simplificará el herra-mental y los requisitos deprogramación, y proporcionarámayor flexibilidad operacional.

• La manipulación al nivel mo-lecular o atómico conducirá a lacreación de nuevos materiales,eliminará las operaciones deseparado de juntas y de ensam-ble, y permitirá el acomoda-miento del material para servariado a lo largo de una solaparte.

El desarrollo de estos procesosinnovadores habilitaría la fabri-cación de nuevos productos, talescomo computadoras biológicas concomponentes de dimensionesmoleculares, herramientas quirúr-gicas de dimensiones molecularesque pueden operar al nivel mo-lecular o celular, colectores deenergía solar eficiente y barata, ynuevos materiales con propiedadessignificativamente mejoradas y ala medida.

Para el 2020, las capacidades yprocesos revolucionarios tendráncomo base tecnologías que estántodavía en pañales como:

• Nanotecnología.• Tecnología de nanofabricación

que incluye los siguientes tiposde procesos:• El nanomaquinado (oscila en

las 0.1 a 100 nm) para crearestructuras a nanoescalaagregando o quitando mate-rial desde componentes demacroescala.

• La fabricación molecularpara construir sistemas des-de el nivel atómico o mo-lecular.(15)

• Biotecnología.• Ingeniería genética de políme-

ros de proteína a través deprocedimientos biosintéticos.

• Procesos de autoensamble basa-dos en actuantes biológicos desuperficie que son efectivos enel rango de 1 nm a 1,000 nm.

• Métodos de síntesis de acopla-miento y autoensamble deprocesos para producir estruc-turas orientadas y funcional-mente graduadas.

• Ingeniería de tejidos y siembrade células para habilitar produc-ción in vitro de piel y mem-branas.

• Procesos de biomineralizaciónincluyendo procesado de multi-componentes mediante vesí-cula.(16)

La publicación Visionary Manu-facturing Challenges for 2020(17)

proporciona hallazgos de losaspectos que tendrán un papeldominante en el desarrollo deambientes competitivos y esce-narios técnicos anticipados en elfuturo. Es importante notar que elautor del estudio definió original-mente manufactura como el pro-ceso para crear y dar servicio aproductos para los consumidores.Durante el desarrollo del estudiollegó a determinar de manera muyclara que la definición de manu-factura llegará a ampliarse en el

futuro con las nuevas configura-ciones que surgirán de la empresamanufacturera y que será difícildistinguir entre las industrias deservicios y la manufacturera. Estoúltimo es particularmente signifi-cativo para determinar las capa-cidades que debe desarrollar oadquirir el ingeniero industrial paraparticipar de manera viable yfactible en el escenario del 2020.

Este estudio prevé empresasmanufactureras y de servicios quegenerarán en el 2020 nuevas idease innovaciones en el mercadorápida y efectivamente. Individuosy equipos aprenderán nuevashabilidades rápidamente a causadel aprendizaje avanzado basadoen redes y de las comunicacionesbasadas en computadoras a travésde empresas expandidas, comuni-caciones mejoradas entre personasy máquinas, mejoras en las transac-ciones y la infraestructura de lasalianzas. Se desarrollarán rápida-mente sociedades colaborativasque ensamblarán los recursosnecesarios de capacidades alta-mente distribuidas de manufacturao servicios en respuesta a lasoportunidades del mercado y sedisolverán tan rápido como desa-parezcan las oportunidades.

La manufactura para 2020continuará siendo una empresahumana, se prevé que esa empresafuncionará como nosotros loconocemos hoy (investigación y

(13) NRC. Beam Technologies for Integrated Process-ing. NMAB-461. Washington, D.C.: NationalAcademy Press. 1992.

(14) NRC. Beam Technologies for Integrated Process-ing. NMAB-461. Washington, D.C.: NationalAcademy Press. 1992.

(15) Nelson, M., and C. Shipbaugh. The Potentialfor Nanotechnology for Molecular Manufactur-ing. MR-615-RC. Santa Monica, Calif.: RandCorporation. 1995.

(16) NRC. Hierarchical Structures in Biology as aGuide for New Materials Technology. NMAB-464. Washington, D.C.: National AcademyPress. 1994.

(17) Commission on Engineering and TechnicalSystems, Committee on Visionary Manufac-turing Challenges, Board on EngineeringDesign,Visionary Manufacturing Challenges for2020, National Research Council; NationalAcademy Press, Washington, D. C., 1998.



desarrollo, el diseño de ingeniería,fabricación, comercialización, y elservicio al cliente) estarán tanaltamente integradas que funcio-narán concurrentemente tan vir-tualmente como una entidad quevincula a los clientes con losinnovadores de nuevos productos.

Tecnología de manufactura

Surgirán nuevas arquitecturascorporativas para las empresas,aunque la producción de insumosestará distribuida globalmente,menos empresas de materiales yun número mayor de empresasregionales o comunitarias basadasen el producto se conectarán amercados locales. Surgirán tam-bién procesos de ventas sumamentepequeños construyendo bloquesque permitirán sintetizar o formarnuevas formas de materiales yproductos. La nanofabricación deprocesos evolucionará desde artí-culos de laboratorio a los procesosde producción, y la biotecnologíaconducirá a la creación de nuevosprocesos de fabricación con nuevasy excitantes aplicaciones sobre elpiso de taller de los primeros veinteaños del siglo.

En la tabla siguiente se resumentanto los grandes retos como las

tecnologías prioritarias o clavenecesarias para el 2020.

Mientras los conceptos usadospara definir los grandes retos sonfamiliares a la mayoría de losingenieros industriales (la fabri-cación concurrente, integración derecursos humanos y técnicos,conversión de información aconocimiento, compatibilidad am-biental, empresas reconfigurablesy procesos innovativos), el retoactualmente está en el logro delnivel de capacidad determinadopara alcanzar la visión del proyecto.Por ejemplo, una meta de manu-factura concurrente es lograr lahabilidad de concurrencia en todaslas operaciones de la cadena deabastecimientos no sólo en diseñoy manufactura.

La conversión de información aconocimiento es definida como latransformación instantánea de lainformación recopilada de unarreglo de diversas fuentes enconocimiento útil para la toma dedecisiones efectivas. La compa-tibilidad ambiental traduce a cercade cero la reducción de desperdiciode producción y del impactoambiental del producto, mientrasque los procesos innovadores serefieren al enfoque en la reducción

de escala dimensional. Las tecnolo-gías clave o prioritarias deberíanser interpretadas como la habilidadpara establecer qué habilidadesdeben ser mejoradas o adquiridaspara enfrentar los grandes retos.

Muchos ingenieros industrialesson ya los participantes impor-tantes en un número de estas áreas,por ejemplo, sistemas flexibles yreconfigurables, modelado y simu-lación de la empresa, tecnología deinformación, metodologías demejora de diseño, interfaces má-quinas-humanos, y educación yentrenamiento; otras áreas talescomo los procesos libres de des-perdicio, manufactura de submi-crones y a nanoescala, biotecno-logía, y los sistemas de software decolaboración representan oportuni-dades para los ingenieros indus-triales para expandir sus habili-dades y anticiparse al desarrollofuturo.

Las áreas de tecnología tendránmás impacto a través de los grandesretos (sistemas flexibles y recon-figurables, modelado y simulaciónde la empresa, y tecnología deinformación) son las áreas dondemuchos ingenieros industrialesestán comúnmente implicados, los

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(18) Productivity Inc, Certificate programs, 9th annual Lean managementand TPM Conference and exposition, Fld USA 2004

(19) Berns, T. And Klusell L., Ergonomics in the office environment, in k. JellZandin, Maynard´s Industrial Engineering Handbook 5th ed.,McGrawHill, New York 2001.



cambios en el estado del arte deestas tecnologías son tan rápidosque representan una reto continuopara todos en la profesión.

Manufactura ágil (LeanManufacturing). Enfoque alFuturo(20)

Para realzar la flexibilidad yasegurar la habilidad para cumplircon los requerimientos de losclientes se requiere aplicar unenfoque renovado en la implemen-tación de LEAN:

• Educando a los empleados ytrabajadores para encontrarnuevas maneras de eliminar eldesperdicio y crear sistemaspara mantenerse así.

• Creando la flexibilidad nece-saria para mantener el ritmo conel mercado.

• Generando índices más altos devalores agregados.

• Convirtiendo todo esto en unafilosofía a seguir para asegurarun futuro vigoroso.

La práctica empresarial tiendea aplicar:

1. La administración del flujo devalor.

2. El diseño de celdas de manu-factura.

3. Las 5S y controles visuales.4. El cambio rápido.5. El mantenimiento productivo

total (TPM) que se basa en:

a. Mantenimiento Autónomo,b. Mejora de los Equipos y

Procesos,c. Mantenimiento Programa-

do,d. Administrar con anticipa-

ción la inclusión de nuevosequipos,

e. Administración de la Cali-dad del Proceso,

f. El TPM en los departamentosadministrativos y de soporte,

g. Educación y capacitación,h. Administrar la Seguridad y

el Control Ambiental.

6. Rendimiento competitivo basa-

do en el índice global de efi-ciencia del equipo (OEE).

7. Mapeo del flujo de valor en laoficina.

8. Herramientas 6 sigma.9. Causa efecto a través de CEDAC.10. Contabilidad LEAN.11. Resaltando esfuerzos continuos

en las siguientes áreas:

a. Justo a tiempo (JIT).b. Reducción del tiempo del

ciclo.c. Reducción del tiempo de

preparación.d. Control de costos.e. Desarrollo de habilidades.f. Trabajo en equipo.g. Expansión de la capacidad.

La TransformaciónOrganizacional

Aunque el incremento en laproductividad se mantiene comoun objetivo del ingeniero indus-trial, las reglas de los negocios estáncambiando y enfoques totalmentenuevos están emergiendo para al-canzar los objetivos. En años re-cientes hemos sido testigos de loscambios en la organización; en latabla siguiente se presentan aspec-tos de la organización tradi-cionaly cómo se reflejan en la realidadactual y futura de la organización.

Los cambios que están emer-giendo de las nuevas realidadesincluyen:

• Los clientes demandan produc-tos únicos y servicio rápido.

• Las innovaciones tecnológicasse hacen a índices más rápidos.

• Se desarrollan productos másrápidamente.

• El ciclo de vida de los productosse acorta.

• Los gobiernos se ven forzados areducir sus déficits.

• La economía global experi-menta un bajo crecimiento.

• No existe protección para lacompetencia global.

Los cambios en la culturaempresarial se presentan en la tablade la siguiente página.

Seguridad y Ergonomía

Los programas de Seguridad yErgonomía deberán considerar larelación entre las tendencias indus-triales y como la Seguridad y laErgonomía impactan dichas ten-dencias. Partiendo de la situaciónactual en que hay muchas situa-ciones en las que se puede reduciraccidentes y lesiones, y mejorar ellugar de trabajo:

• El incremento de antigüedad dela población trabajadora.

• Aumento de mujeres que traba-jan.

• Aumento de empleados depaíses subdesarrollados.

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(20) Peterson F. N., et al, The interface betwenproduction system design and individual me-chanical exposure, in k. Jell Zandin, Maynard´sIndustrial Engineering Handbook 5th ed.,McGrawHill, New York 2001.



• El reducido acondicionamientofísico en la base trabajadora.

• La reducción de la poblaciónempleada.

• La demanda global del mercadode producción masiva.

• La competencia global en ca-lidad y precio.

De manera ideal, los programasde Seguridad y Ergonomía deberánestablecerse cuando:

• Se planean las instalaciones.• Se establecen los requerimientos

de manufactura.• Se diseñan las tareas.• El producto está en la fase de

concepción.

La aplicación de la Seguridad yla ergonomía se desarrollará en:

• Disposición del lugar de trabajo.• Disposición de la estación de

trabajo.• Selección y configuración de

equipo.• Selección y uso de herramientas.• Métodos de trabajo.• Programas de rotación y en-

grandecimiento de trabajo.• Programación del trabajo.• Trabajos livianos y pesados.• Administración médica conser-

vativa.

Para lograr lo anterior seránecesario:

• Compromiso de la gerencia.• Entrenamiento y desarrollo de

todos los empleados.• Programas ergonómicos escritos.• Procesos de identificación y

selección de trabajos que pro-ducen riesgos ergonómicos.

• Desarrollo e implementación desoluciones para disminuir losriesgos conocidos.

• Administración médica apro-piada.

En el ambiente de oficina laErgonomía deberá prepararse paradesarrollar soluciones a los nuevosrequerimientos como:(21)

• El incremento de oficinas fle-xibles, donde empleados y con-sultores, trabajarán esporá-dicamente.

• Movilidad del mercado laboralgenerando requerimientos en eldiseño de oficinas y en losmétodos de trabajo.

• Nuevos diseños de mobiliarioen cuanto a funcionalidad ycalidad.

• Sistemas de software con diseñosmás centrados en el usuario.

• En el futuro, los sistemas decomputación tendrán lo que sedefine como “calidad en uso”,que incluye la efectividad encosto y diseño para cumplir conlas necesidades de los usuarios,de los sistemas y de los productos.

En el diseño de interfaces entrelos sistemas de producción y laexposición mecánica del individuo,uno de los aspectos para el futuroparece ser el desarrollo de métodosapropiados para el ingeniero(conjuntos de herramientas fácilesde usar) que lo capaciten parapredecir la exposición mecánicacomo parte natural del proceso dediseño de un sistema de pro-ducción. Se podrán utilizar algunosde los métodos antes mencionadosque seguramente se reforzarán con

desarrollos adicionales. Es muyprobable que la informacióncontenida en la estructura delproducto podrá ser utilizada confines ergonómicos.(22)

Para lo anterior será necesarioaplicar técnicas de Administraciónde Salud Ocupacional e Ingenieríade Seguridad que incluyen:

• Estándares de Salud Ocupa-cional.

• Compensación de los trabaja-dores.

• Acta de la Administración deSalud Ocupacional y Salud.

• Estadísticas y Registro de acci-dentes.

• Modelos de causas de acci-dentes.

• Métodos de Investigación deaccidentes.

• Fundamentos de Seguridad enconstrucción.

• Seguridad eléctrica.• Incendios y explosivos.• Herramientas manuales y de

potencia.• Materiales peligrosos.• Manejo y almacenaje de mate-

riales.• Equipo de protección personal.• Sistemas de seguridad de radia-

ciones y robots.• Técnicas de análisis de segu-

ridad.• Análisis preliminar de peligros

(PHA).• Análisis de seguridad de trabajo

(JSA).• Análisis del modo y efecto de

falla (FMEA).• Sistemas de análisis de peligros

(SHA).• Árbol de análisis de fallas (FTA).• Árbol de Análisis de Adminis-

tración de vigilancia de riegos.

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sovitucejE sovitejboasodacofnE seredíL

(21) Berns T. And Klusell L., Ergonomics in theoffice environment, in k. Jell Zandin, Maynard´sIndustrial Engineering Handbook 5th ed.,McGrawHill, New York 2001.

(22) Peterson F. N., et al, The interface betwenproduction system design and individual me-chanical exposure, in k. Jell Zandin, Maynard´sIndustrial Engineering Handbook 5th ed.,McGrawHill, New York 2001.



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Fujita, Nobuyuki, Manufacturing Process Revolution Thorough Digital Manufacturing, preccedings of conferencein Centro de Difusión de Ciencia y Tecnología del IPN, México septiembre 2003.

Conclusiones

La Ingeniería Industrial ha sidoy seguirá siendo el agente delcambio tanto en productos comoen procesos y servicios. Los inge-nieros industriales han tenido laresponsabilidad de construirlosmás rápido, más fácil, más baratos,más seguros, más confiables ymejores.

La motivación original para eldesarrollo del campo de trabajo eraimpulsada por el deseo de aumen-tar la productividad mediante elanálisis y el diseño de métodos yprocedimientos de trabajo y paraproporcionar un conjunto deprincipios científicos que serviríancomo fundamento para la conti-nuación de estudios de esta natu-raleza. Estos esfuerzos proporcio-naron el marco de referencia sobreel que surgieron y se establecieroncomo puntales en su campo lasáreas de conocimiento en diseño yanálisis de trabajo, estándares ymedición de trabajo, economía deingeniería, y las funciones deplaneación de producción e insta-laciones.

La llegada de la Investigaciónde Operaciones junto con losdesarrollos en tecnología de com-putación proporcionaron a laprofesión un conjunto nuevo deherramientas y tecnologías quesignificativamente expandieron elalcance del campo más allá de susáreas de aplicación originales enáreas tales como tecnologías deinformación y servicio.

Ha sido y seguirá siendo muyimportante considerar la respuestahumana en relación a las inno-vaciones a los trabajos, productosy servicios que diseñan los inge-nieros. La meta es una interfaz in-tegral entre el ser humano y losrequerimientos de trabajo, noimporta qué trabajo requiera hacerla persona. De manera que sepuedan superar los problemas decostos, el dolor y sufrimiento delempleado y la competencia globalen los ambientes de manufacturaen el futuro.

La necesidad de reexaminar elverdadero impacto de estas inno-vaciones sobre la productividadorganizacional ha sido un cata-lizador para desarrollos másrecientes en áreas tales como diseñode producto y administración decalidad total, que han llegado a serahora una parte importante de losantecedentes académicos y lapráctica de ingeniero industrial dehoy.

La manufactura concurrente esun gran reto que requerirá nosolamente nuevas tecnologíasimportantes en la comunicación ylos procesos por medio de las cualesse conciban productos y procesos,sino también una nueva definicióndel ambiente social y cultural paralas organizaciones manufactureras.Esto será particularmente impor-tante para organizaciones alta-mente transitorias en los ámbitosglobal, multidisciplinario, y multi-cultural.

Es probable que las innova-ciones de procesos en todos losaspectos de la fabricación aumen-ten. Sin embargo son difíciles depredecir los cambios que produ-cirán los adelantos en tecnologíasen sectores específicos de negocios.En nanotecnología y biotecnología,los adelantos en ciencias básicashan proporcionado los funda-mentos para visiones de avancesen las innovaciones. La preguntano es sí o no estas tecnologíastendrán un efecto importante sobremanufactura, sino cuando y comose sentirá el efecto.

El campo de la Ingeniería In-dustrial ha evolucionado, y seguiráevolucionando para enfrentar losgrandes retos (la fabricaciónconcurrente, integración de recur-sos humanos y técnicos, conversiónde información a conocimiento,compatibilidad ambiental, empre-sas reconfigurables y procesosinnovativos), el reto actualmenteyace en el logro del nivel decapacidad determinado para alcan-zar la visión del futuro, de lastecnologías y áreas de aplicaciónque están emergiendo.

En los inicios del siglo XXI, conaproximadamente 100 años dehistoria de IE, no hay razón paradudar que este campo dinámicocontinuará madurando en su papelcomo un líder global en el cambiosocial generando nuevas y reta-doras oportunidades.



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Fujita, Nobuyuki, Intelligent Manufacturing System and Holonic Manufacturing System Project, preccedings ofconference in Centro de Difusión de Ciencia y Tecnología del IPN, México septiembre 2003

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Prospectiva de La Ingenieria Industrial Hacia El 2020