Los sistemas de
producción son sistemas que
están estructurados a través de un conjunto de
actividades y procesos
relacionados, necesarios para obtener bienes y
servicios de
alto valor
añadido para el cliente, con el
empleo de los
medios
adecuados y la utilización de los métodos
más eficientes.
En las empresas, ya sean
de servicio o de
manufactura,
estos sistemas representan las configuraciones productivas
adoptadas en torno al proceso de
conversión y/o transformación de unos inputs
(materiales,
humanos, financieros, informativos, energéticos, etc.) en
unos outputs (bienes y servicios) para satisfacer unas
necesidades, requerimientos y expectativas de los clientes, de la
forma más racional y a la vez, más competitiva
posible.
Si se estudia el contexto empresarial, podrá
encontrarse que existen distintos sistemas de producción en las empresas manufactureras y
de servicio, respondiendo como es lógico, a
características propias de sus procesos y funcionamiento.
Así mismo, si se revisa apropiadamente la literatura sobre Administración de la Producción y
las Operaciones, se
encontrará con cierta diversidad de tipologías
respecto a la forma de clasificar las configuraciones
productivas. Esto se debe, fundamentalmente, a la variedad de
enfoque con que los autores tratan estos temas en sus trabajos,
que lejos de clarificar añaden mayor complejidad a dicha
problemática. La gran diversidad de procesos existentes y
los potenciales criterios de clasificación a considerar
hacen que sea difícil encontrar una clasificación
exhaustiva que de manera unívoca contemple cada caso
concreto.
Woodward (1965), fue probablemente el primer autor en
tipificar los sistemas productivos. Descubrió que las
tecnologías de fabricación se podían
encuadrar en tres grandes categorías: producción
artesanal o por unidad (producción discreta
no-repetitiva), producción mecanizada o masiva
(producción discreta repetitiva), y la
producción de proceso continuo. Cada
categoría incluye un método
distinto de obtener los productos,
siendo las principales diferencias, el grado de
estandarización y automatización, tipo de proceso y la
repetitividad de la producción. La tipología de
Woodward distingue entre fabricación unitaria, de
pequeños lotes, de grandes lotes, la producción en
serie y aquellos procesos de transformación de flujo
continuo. La propuesta de Woodward ha marcado pautas en la
comunidad de
autores. Gousty y Kieffer (1988), sobre la base de otros
criterios, como complejidad e incertidumbre, proponen una nueva
tipología para los sistemas industriales, delimitando los
principales componentes que configuran la problemática de
los sistemas de producción.
Hopeman (1991), Companys (1986), Díaz (1993) y
Schroeder (1992), entre otros, optan por diferenciar los sistemas
de producción en dos grandes grupos
básicos: sistemas continuos e intermitentes.
Otros, como Chase, Aquilano y Jacob (2000), Ochoa y Arana (1996)
y Heizer y Render (1997), prefieren clasificarlos en:
repetitivos y no-repetitivos. Los primeros, se
refieren a la continuidad en sí del proceso de
producción, y los segundos, a la repetitividad o
recurrencia del producto y su
proceso. Monks (1992), propone otra clasificación de
sistemas de producción, identificando el sistema
continuo (operaciones de flujo), sistema intermitente
(operaciones de flujo y por lotes), sistema de trabajo
interno (por lotes o trabajos únicos) y
proyecto (trabajos únicos). Además, este
autor añade que los sistemas productivos son
frecuentemente clasificados según destino de la
producción, ya sean fabricantes de bienes almacenables
(tales como equipos) o fabricantes de bienes por pedido. Otra
clasificación muy común, se basa en el sector de
actividad, presentándose dos tipos extremos: sistemas de
manufactura, encargados de la fabricación y/o montaje de
bienes materiales, y sistemas de prestación de
servicios.
Por su parte Womack, Jones y Roos (1991), y Doll y
Vonderembse ( 1992), proponen otra clasificación de los
sistemas productivos: producción «craft»
(craft system), producción en masa (industrial
system), y producción con mínimo desperdicio
(post-industrial system). Esta clasificación es
adecuada para algunos propósitos, tal como explicar las
diferencias entre los nuevos sistemas de producción
(sistemas de mínimo desperdicio) y los tradicionales
(Miltenburg, 1995). También resulta útil para
reflejar la evolución y los cambios de paradigmas
ocurridos en fabricación desde el modelo inicial
de producción artesanal (craft model) hasta
el modelo más actual denominado producción ajustada
(lean manufacturing).
Por su parte Gorostegui (1991), ofrece una
clasificación que difiere de las anteriores,
clasificándolos según varias características
propias, tales como: el destino del producto (por encargo /para
el mercado), la
razón de producir (por órdenes /almacén),
la tipificación del producto (producción
estándar /producción en serie) y la
dimensión temporal del producto (intermitente /continua).
En esta misma línea, Acevedo (1987), propone una
clasificación sobre la base de una matriz
morfológica que contempla la clasificación del
sistema de
producción de acuerdo a tres características
fundamentales: relación producción-consumo, que
considera la respuesta que debe dar el sistema hacia el entorno,
ya sea por entrega directa o contra almacén; forma en que
se ejecuta la producción; y elemento a optimizar. Al igual
que Gorostegui, se combinan características que se
refieren a dimensiones externas e internas.
El problema fundamental de estas formas de clasificar el
sistema de producción, radica en que aunque son
útiles desde el punto de vista de contextualización
y caracterización de las unidades de producción, no
resultan muy útiles para la realización de análisis competitivo y estratégico
en fabricación, ya que, entre otras cosas, al ser
demasiado amplias y genéricas, no logran identificar una
cantidad finita y discreta de opciones efectivas de sistemas de
producción que reflejen las distintas formas existentes de
producir los bienes y/o servicios. Además, no tratan en su
proceder la interrelación estratégica del binomio
«producto-proceso», omitiendo así, las
implicaciones potenciales que representa para la empresa la
elección de uno u otro sistema de producción,
expresadas en términos de las diferentes dimensiones
técnicas y empresariales que componen un
sistema de producción.
Las clasificaciones muy amplias, no facilitan la
formulación de decisiones y acciones
precisas y la realización de trade-offs entre ellas y
mucho menos, permiten especificar los detalles de la estrategia de
fabricación. En tal sentido, la estrategia de
fabricación necesita una forma de clasificación del
sistema de producción distinta, mucho más
desagregada, discreta, detallada, que facilite entrar en detalles
en la composición interna del sistema de
producción, que permita comparar sus desempeños
específicos y para este fin, la clasificación
fundamentada en la tipología existente de los procesos de
producción, además de ser la más usualmente
empleada por investigadores y practicantes, resulta la más
apropiada para los propósitos de análisis
competitivo y de la estrategia de fabricación.
Quizás la clasificación basada en la
tipología existente de procesos de producción
más difundida sea la propuesta por Hayes y Wheelwright
(1984; pp. 176-179), la cual resulta similar en muchos aspectos a
la establecida por Woodward (1965), pero con énfasis
básico en las pautas que siguen los flujos de trabajo en
la fábrica. Ellos arribaron a cinco tipos de
configuraciones productivas bien definidas: proyecto,
taller de trabajo (job-shop), lotes o flujo en
línea desacoplado, línea de ensamblaje
(también denominada en serie, repetitiva o de
producción en masa) y proceso continuo. Asimismo,
destacaron que estas últimas cuatro varían entre
dos extremos en lo que a desplazamiento de materiales se refiere,
la configuración orientada hacia el producto y la
configuración orientada hacia el proceso, cuya diferencia
más evidente es la distribución en planta, por producto, para
la primera y por procesos, para la segunda.
Buffa (1968), fue sin duda otro de los primeros autores
en ofrecer una tipología de sistemas de producción
más acorde a lo antes referido. Partiendo de las
dicotomías existentes en relación al layout
físico de los sistemas productivos, o sea layout por
producto vs. proceso, lineal vs. funcional ó continuo vs.
intermitente, Buffa destaca que la mayoría de los sistemas
productivos son realmente combinaciones de estos estados extremos
y en tal sentido, ofrece una clasificación basada en cinco
tipos de sistemas diferentes, correspondiendo los dos primeros a
sistemas continuos y los restantes a sistemas intermitentes,
ellos son: (1) sistemas de distribución para productos
de inventario, (2) sistemas de
producción-distribución para productos
estandarizados de alto volumen, (3) taller de trabajo
cerrado para productos de inventario,
(4) taller de trabajo abierto para productos a medida y
(5) proyectos de gran envergadura. Cada uno se distingue y
diferencia por sus características propias y
problemáticas específicas. Los dos primeros se
refieren a productos planeados para inventarios,
diferenciándose en el alcance de sus operaciones y el
grado de control
gerencial, los tres restantes se refieren a operaciones
intermitentes mayormente dedicadas a obtener productos sobre
diseño,
a la medida, según requerimientos de clientes. A lo
anterior, Buffa añade que dichos sistemas pueden no
aparecer en sus formas "puras", sino que comúnmente
aparecen como sistemas "mezclados". A esto Hill (1997)
añade, que aunque puedan existir sistemas híbridos,
orientados a reflejar mejor las necesidades de la fábrica,
siempre se deberán clasificar por aquel que predomine, el
"proceso base" o también denominado "proceso
raíz".
En esta misma línea, Miltenburg (1995) subraya
que son dos, entre otros, los factores principales que determinan
la amplitud de las similitudes y diferencias entre los sistemas
de producción existentes; ellos son: el tipo de producto
que se fabrica y los outputs provistos al mercado. Cada empresa fabrica
un tipo de producto diferente y provee diferentes outputs de
fabricación a sus clientes. A esto Hill (1993, 1997),
añade que la coincidencia entre las dimensiones de mercado
y producto con las características del proceso es un
requisito esencial para evitar incompatibilidades de enfoque y
ser competitivos en manufactura.
Concretando esta parte, un creciente número de
autores, entre los que destacan Buffa (1984), Hayes y Wheelwright
(1984), Miltenburg (1995), Hill (1993,1997), Cribillers (1997),
Domínguez et al. (1998), Hax y Majluf (1999) y Cuatrecasas
(1999), han preferido utilizar, de forma general, la
clasificación de sistemas de producción
fundamentada en la tipología de procesos productivos. El
proceso es considerado el factor de mayor relevancia al
identificar o caracterizar cualquier sistema de
fabricación. Esta relevancia se fundamenta en el hecho de
que cada proceso se caracteriza por tener un patrón de
flujo material y layout que lo hacen diferente. Asimismo, existe
una indisoluble interrelación entre producto y proceso,
binomio esencial para análisis estratégico. Tal es
así, que el producto y el proceso transitan por similares
ciclos de vida compartidos, en los cuales el proceso adopta
configuraciones específicas según sea la naturaleza del
producto y la fase de su desarrollo en
el mercado.
Cada sistema de producción, caracterizado
esencialmente por su proceso productivo, conlleva un conjunto de
implicaciones para la empresa, en cuanto al comportamiento
apropiado de las diferentes dimensiones de fabricación y
empresariales (Hill, 1997). Según este enfoque, y haciendo
un análisis más detallado de los distintos trabajos
y literatura consultada, se ha encontrado que los autores han
aceptado por lo general, la existencia de ocho tipologías
de sistemas o configuraciones productivas bien definidas:
Proyecto, Job-Shop, Lotes (Batch), Línea acompasada por
Equipo, Línea acompasada por Obrero, Configuración
Continua, Just in Time y
Sistema Flexible de Fabricación.
Configuración por Proyecto.
Producción generalmente de productos únicos de
cierta complejidad que requieren gran cantidad de inputs. Estos
deben fabricarse en un lugar definido debido a que es
difícil o casi imposible transportarlos una vez
terminados. Como resultado, y a diferencia de cualquier otro
proceso productivo, los recursos que
comprende deben trasladarse al lugar de operación, ya que
aquí no existe flujo del objeto de trabajo, sino que son
los recursos técnicos y humanos quienes acuden al lugar de
trabajo. Las actividades y recursos se gestionan como un todo. Su
coordinación adquiere carácter crítico. Existe un
connotado interés
por el control de los costos y las
fechas de terminación.
Configuración de Taller (Job-shop). El
sistema de producción Job-Shop fabrica muchos productos
diferentes en volúmenes que varían entre la unidad
y pocas unidades de cada producto. Consiste en una
fabricación no en serie, de lotes pequeños, para
pedidos únicos o de pequeñas cantidades. Por lo
regular implica productos adaptados, diseñados a la medida
del cliente y de naturaleza muy poco repetitiva. Se requieren
operaciones poco especializadas, las cuales son realizadas por un
mismo obrero o por un grupo
pequeño de ellos, los cuales tienen la responsabilidad de terminar todo o casi todo el
producto. Como se fabrican productos muy diferentes, los recursos
son flexibles y versátiles. El flujo material es
irregular, aleatorio y varía considerablemente de un
pedido al siguiente. Se requiere que el fabricante interprete el
diseño y las especificaciones del trabajo, así como
que aplique capacidades del alto nivel en el proceso de
conversión. En la producción Job-Shop lo que se
trata es de obtener un "producto a medida" del
cliente.
Configuración por Lotes. El sistema de
flujo en lotes produce menos variedad de producto en
volúmenes más elevados que el caso anterior. El
mayor volumen se debe a
un aumento de la repetitividad en ciertos artículos que se
hacen dominantes. Estos productos se fabrican en lotes, que
representan unos pocos meses de requerimientos de clientes. En
este caso se requieren más operaciones, y éstas son
más especializadas, por lo que difícilmente un
mismo operario pueda dominarlas todas con una eficiencia
aceptable. En tal sentido, el trabajo se
divide en diferentes etapas tecnológicas, en las cuales
los lotes sufren distintas operaciones. Así la
instalación se suele dividir en secciones o talleres, en
los cuales se agrupan los equipos con funciones
similares. Se suele emplear una combinación de layouts
celulares y funcionales. Los layouts celulares se utilizan cuando
es efectivo en cuanto a costos disponer el equipo en células,
para producir familias de productos. Como hay muchos productos,
el equipo y utillaje son mayormente flexibles, de
propósito general. El flujo material es desconectado
aunque regular, variable de un pedido a otro, aunque existen
pautas de flujo para familias de productos y para grandes lotes.
Es el sistema más utilizado.
Configuración en Línea Acompasada por
el Equipo (LAE). El equipo y procesos están
organizados en una línea o líneas especializadas
para producir un pequeño número de productos
diferentes o familias de productos. Estos sistemas se usan
sólo cuando el diseño del producto es estable y el
volumen es lo suficientemente elevado para hacer un uso eficiente
de una línea especializada con capacidades dedicadas. Se
fabrica a una tasa constante, con un flujo automatizado e
intensivo en capital. Los
operarios realizan tareas relativamente simples a un ritmo
determinado por la velocidad de
la línea. El control del ciclo productivo está
automatizado, existe alta estandarización y una elevada
eficiencia en todo el proceso.
Configuración en Línea Acompasada por
Operarios (LAO). Se utiliza cuando el número de
productos diferentes es demasiado elevado y los volúmenes
de producción demasiado variables para
el sistema en línea con flujo acompasado por el equipo. En
este sistema, la línea es más flexible que en el
caso anterior, y puede funcionar con una variedad de velocidades.
La tasa de producción depende del producto particular que
se fabrique, del número de operarios asignados a la
línea y de la eficacia del
trabajo en equipo
de los operarios. Aunque los productos sean algo diferentes, son
técnicamente homogéneos, usando la misma
instalación, personal y la
misma secuencia de estaciones de trabajo, aunque alguno de ellos
pueda no pasar por alguna que no le es necesaria. El ciclo de
productivo está controlado por los operarios a diferencia
de la LAE donde dicho control está automatizado, esto hace
que sea más flexible y versátil que el
anterior.
Configuración de Flujo Continuo. Este
sistema es similar al de línea en flujo acompasado por el
equipo. Sin embargo, es más automatizado, más
intensivo en capital y menos flexible. Cada máquina y
equipo están diseñados para realizar siempre la
misma operación y preparados para aceptar de forma
automática el trabajo suministrado por la máquina
precedente. Está diseñado para fabricar un producto
o una familia limitada
de productos en volúmenes muy elevados. El diseño
del producto es muy estable, a menudo es un producto
genérico o «commodity». El flujo material es
continuo sincronizado, integrado a través de toda la
instalación como si fuera un gran proceso
tecnológico. Este rígido sistema, se basa en un
proceso muy automatizado, costoso y especializado en la
obtención de un producto estándar, donde la
homogeneidad es total y absoluta, funcionando continuamente con
mínima intervención del personal de línea.
Generalmente precisa laborar las 24 horas para procurar ser un
sistema costeable y eficiente.
Sistema de Producción JIT. Es importante
distinguir entre el sistema de producción JIT y las
técnicas JIT. Las técnicas denominadas JIT incluyen
el control
estadístico de la calidad,
reducción de los tiempos de cambio de
útiles (SMED), polivalencia de los trabajadores,
versatilidad de los equipos, estandarización de
operaciones, el enfoque de la producción mediante
«arrastre» (Kanban), layout
celular, mantenimiento
autónomo, implicación de todo el personal en las
decisiones gerenciales, resolución continua de problemas
control automático de defectos, etc. Estas técnicas
se usan en el sistema de producción JIT, pero
también se usan en otros sistemas. El sistema de
producción JIT es mucho más que un agregado de
técnicas JIT. Surgido en Toyota Motor Co., es un
sistema de flujo lineal (virtual o físico) que fabrica
muchos productos en volúmenes bajos a medios. Por su
diseño, el sistema JIT fuerza la
eliminación de todos los innecesarios ("desperdicios"), y
a partir de aquí, impone la mejora continua. Esto conduce
naturalmente a costos inferiores, mejoras en la calidad y
entregas más rápidas. El sistema JIT es el
más difícil de diseñar, implantar y
gestionar de todos, y pueden existir diferentes niveles de
implantación del mismo.
Sistema Flexible de Fabricación (FMS). El
sistema FMS consiste en un grupo de máquinas
controladas por computadoras y
sistemas automáticos de manejo, carga y descarga de
material, todo ello controlado por un computador
supervisor. Un FMS puede funcionar sin atención de personal durante largos
periodos. Las máquinas, el sistema de manipulación
de materiales y las computadoras son muy flexibles,
versátiles, lo que permite a un sistema FMS fabricar
muchos productos diferentes en bajos volúmenes. Por ser
sumamente costoso, se emplea comúnmente en situaciones en
las que no pueden utilizarse sistemas de producción en
línea de flujo más simples y baratos. Por lo
general, se desarrolla en un entorno CIM (manufactura integrada
por computador).
Las seis primeras modalidades de sistemas de
producción se han denominado sistemas tradicionales
ó clásicos y están fundamentados por los
enfoques de gestión
craft y producción en masa, que van desde la
búsqueda de habilidades y capacidades individuales basadas
en la funcionalidad del proceso y la pericia del operario, hasta
la consecución de alta productividad y
eficiencia a través de la optimización de las
operaciones y economías de escala. Las dos
últimas, Just in Time (JIT) y Sistemas Flexibles
de Fabricación (FMS), han surgido producto de un nuevo
enfoque de gestión de la producción denominado
«lean production» o producción ajustada,
surgido en los últimos años y que se basa en la
producción con mínimo desperdicio, que busca la
eliminación de aquellas actividades que no añaden
valor, así como los consumos innecesarios de recursos, que
se consideran como despilfarro. Este enfoque ha dado lugar a
estos nuevos sistemas productivos, orientados a la
obtención de pequeños a medianos volúmenes
con alta variedad de productos, empleando para ello un layout de
flujo lineal (en lugar de funcional), que resulta más
efectivo y eficiente. Se trata de una combinación
apropiada de las bondades de sus predecesores. Ambos sistemas,
híbridos por naturaleza, están dotados de
eficiencia y flexibilidad, y sus diferencias básicas
radican en el grado de intensidad tecnológica utilizado en
sus operaciones y procesos.
Otros autores como Hill (1997), describen modalidades
adicionales de sistemas de producción híbridos que,
aunque no sean tan completos como los antes descritos, sí
contribuyen por igual a que las empresas ofrezcan un proceso de
fabricación que refleje mejor sus necesidades en
términos de poder
respaldar las características de sus mercados. Entre
estos sistemas híbridos destacan la Fabricación
Celular (basada en la tecnología de grupo),
las Líneas de Transferencia (o líneas
transfer) y los Centros Maquinadores.
La aparición de las configuraciones
híbridas, resultantes de combinar aspectos de los sistemas
básicos o clásicos, ha sido un proceso evolutivo
natural en la gestión de la producción en una
economía
competitiva. Por lo general y mucho más en los tiempos
actuales de alta rivalidad competitiva, las empresas tienden a
presentar una combinación de procesos y configuraciones en
fabricación a fin de tratar de reflejar y cubrir mejor las
diversas necesidades y requerimientos de los productos que
proveen y venden. Claro está, se debe prestar mucha
atención a estas combinaciones de características
para evitar incompatibilidades y disfunciones operativas, y
debido también, al hecho de que la elección que
puedan hacer estará siempre limitada por la
dimensión de ingeniería (el proceso deberá poder
cumplir con las especificaciones del producto) y por las propias
limitaciones técnicas, tecnológicas y empresariales
que restringen las posibles opciones.
Estos sistemas de producción, clásicos y
modernos, se diferencian entre sí por el comportamiento
descrito en las diversas dimensiones técnicas y
empresariales, propias del diseño del sistema así
como de su funcionamiento, tales como, y por citar algunos
ejemplos: la repetitividad de las operaciones y trabajos, el
nivel de continuidad o intermitencia en el flujo material, el
tipo de producción predominante, el mix de producto con
que se opera (volumen-variedad), la estructura
espacial utilizada, la estructura temporal de la
producción, la propia naturaleza del producto que se
fabrica y comercializa (estándar, especial ó
adaptado), el nivel de especialización de las capacidades,
nivel de estandarización de productos, el grado de
automatización incorporado, así como las
dimensiones de competencia
/mercado que se proveen al cliente final, entre otras.
En este trabajo no se ha pretendido abordar, ni mucho
menos, todos los tipos de clasificación existentes de
sistemas de producción, sino más bien ofrecer una
panorámica terminológica sobre el tema y un marco
conceptual que constituya una reflexión y punto de partida
para futuras investigaciones
en este campo.
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Palabras clave: Configuraciones productivas;
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Tipo de trabajo: Teórico
(Journalistic)
DATOS DEL AUTOR
Santiago Ibarra Mirón
Ingeniero Industrial por la Universidad
Central de Las Villas (UCLV).
Diplomado en Administración y Dirección de
Empresas.
Magíster (MSc) en Creación, Estrategia y
Gestión de Empresas por la Universidad Autónoma de
Barcelona, España.
Doctor (PhD) en Ciencias
Técnicas por la Universidad Central de Las Villas
(UCLV).