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 ensamblaje semiacabado de la estación de trabajo a la estación de trabajo, se puede ensamblar un producto terminado más rápido y con menos mano de obra que haciendo que los trabajadores lleven las piezas a una pieza fija para el ensamblaje.
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Líneas de montaje son métodos comunes de montaje de elementos complejos tales como automóviles y otros de transporte de equipos, hogar electrodomésticos y artículos electrónicos .
Los trabajadores encargados de las obras de la cadena de montaje se denominan montadores . [1]
Conceptos
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 gravedad , sin transporte manual. El levantamiento pesado se realiza mediante máquinas como puentes grúa o carretillas elevadoras. Cada trabajador normalmente realiza una operación simple a menos que se apliquen estrategias de rotación de trabajo.
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) Use toboganes de trabajo o alguna otra forma de transporte para que cuando un trabajador complete su operación, deje caer la pieza siempre en el mismo lugar, cuyo lugar debe ser siempre el más conveniente para su mano, y si es posible, tenga transporte por gravedad. la parte para el 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 de equilibrio de la línea de montaje simple, 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 generalmente está 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 cinta transportadora mueva la pieza de trabajo a la siguiente estación. Los principales problemas de planificación para las líneas de montaje operativas incluyen la integración de la cadena de suministro , el control de inventario y la programación de la producción . [4]
Ejemplo simple
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Considere el montaje de un automóvil : suponga 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); solo se puede realizar uno de estos pasos a la vez. En la producción tradicional, solo se ensamblaba un automóvil a la vez. Si la instalación del motor tarda 20 minutos, la instalación del capó cinco minutos y la instalación de las ruedas 10 minutos, entonces se puede producir un automóvil cada 35 minutos.
En una línea de ensamblaje, el ensamblaje de automóviles se divide entre varias estaciones, todas trabajando simultáneamente. Cuando una estación termina 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 de ensamblaje.
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 equiparlo con un capó, luego a la estación de ruedas y equiparlo con 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 hacia el conjunto del motor. Cuando se ha montado el motor del tercer automóvil, se puede mover a la estación del capó; mientras tanto, los coches posteriores (si los hay) se pueden mover a la estación de instalación del motor.
Suponiendo que no hay pérdida de tiempo al mover 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), por lo que se puede producir un automóvil cada 20 minutos, una vez que el primer automóvil tarda 35 minutos ha sido producido.
Historia
Antes de la Revolución Industrial , la mayoría de los productos manufacturados se hacían individualmente a mano. Un solo artesano o equipo de artesanos crearía cada parte de un producto. Utilizarían sus habilidades y herramientas, como limas y cuchillos, para crear las piezas individuales. Luego los ensamblarían en el producto final, haciendo cambios de corte y prueba en las piezas hasta que encajaran y pudieran trabajar juntos ( producción artesanal ).
La división del trabajo se practicó en China, donde los monopolios estatales producían en masa implementos agrícolas de metal, porcelana, armaduras y armas siglos antes de que apareciera la producción en masa en Europa en vísperas de la Revolución Industrial. [5] Adam Smith discutió extensamente la división del trabajo en la fabricación de alfileres en su libro The Wealth of Nations (publicado en 1776).
El Arsenal veneciano , que data aproximadamente de 1104, operaba de manera similar a una línea de producción . Los barcos se movieron por un canal y fueron acondicionados por las diversas tiendas por las que pasaron. En la cima 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 aprovisionar 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 la línea de producción no se hicieron comunes ni siquiera entonces.
Revolución industrial
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 y los relojes , [6] los vehículos tirados por caballos , las locomotoras de ferrocarril , las máquinas de coser y las bicicletas , experimentaron mejoras rápidas en la manipulación, el mecanizado y el montaje de materiales durante el siglo XIX, aunque conceptos modernos como La ingeniería industrial y la logística aún no habían sido nombradas.
Roe (1916) llamó al molino de harina automático construido por Oliver Evans en 1785 el comienzo de la manipulación moderna de materiales a granel . El molino de Evans utilizó un elevador de cangilones con correa de cuero, transportadores de tornillo , transportadores de correa 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 es el 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 aparejos utilizados por la Royal Navy . Esta fábrica tuvo tanto éxito que permaneció en uso hasta la década de 1960, con el taller todavía visible en HM Dockyard en Portsmouth , y todavía contiene 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 rodeados por el canal Bridgewater y el ferrocarril de Liverpool y Manchester . Los edificios se dispusieron en una línea con un ferrocarril para llevar la obra a través de 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 ensamblaje 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 comienzo de la línea, y a medida que avanzaba por el edificio deténgase en varias etapas donde se agregarían nuevas piezas. Desde el nivel superior, donde se fabricaban otras piezas, las piezas más ligeras se bajaban sobre 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]
Partes intercambiables
A principios del siglo XIX, el desarrollo de máquinas herramienta como el torno de corte de tornillo , la cepilladora de metal y la fresadora , y el control de la trayectoria de la herramienta a través de plantillas y accesorios , proporcionó los requisitos previos para la línea de ensamblaje moderna al hacer que las piezas intercambiables fueran una realidad práctica. . [12]
Transportadores eléctricos y de vapor de finales del siglo XIX
Los elevadores transportadores a vapor comenzaron a usarse para cargar y descargar barcos en algún momento del último cuarto del siglo XIX. [13] Hounshell (1984) muestra un c. 1885 Boceto de un transportador eléctrico 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 es una de las primeras líneas de montaje industrial (o líneas de desmontaje) que se utilizará en los Estados Unidos a partir de 1867. [14] Los trabajadores estarían parados en estaciones fijas y un sistema de poleas traería el 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]