EVOLUCIÓN DE LA INGENIERÍA INDUSTRIAL IPN UPIICSA INGENIERÍA INDUSTRIAL M. EN C. JOSÉ F. DOMINGO GONZÁLEZ ZÚÑIGA
Concepto de Ingeniería Industrial
Concepto de Ingeniería Industrial
Definición: La Junta de Acreditación para la Ingenierí a y Tecnologí a (Accreditation Board for Engineering and Technology, ABET) define Ingenierí a Industrial como: – La profesión en que el conocimiento de las ciencias matemáticas y naturales obtenida por el estudio, experiencia y la práctica se aplica con el juicio para desarrollar maneras para utilizar económicamente, los materiales y fuerzas de la naturaleza para el beneficio de humanidad. 11/09/2011
Definición: El Instituto Estadounidense de ingenieros industriales (American Institute of Industrial Engineers, AIIE) define ingenierí a industrial como:
– La disciplina interesada con el diseño, el mejoramiento e instalación de sistemas integrados de gente, materiales, equipamiento y energí a. a. Tiene que ver con la habilidad y conocimiento especializado en las ciencias matemáticas, f í ísicas sicas y sociales junto con los principios y los métodos de análisis de ingenierí a y de diseño para especificar, predecir y valuar los resultados a ser obtenidos desde tales sistemas.
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La meta de la II La optimización de la utilización de los recursos humanos, instalaciones, herramientas, equipo, tecnologí a, a, información, para producir bienes y servicios de calidad de manera segura, con costos efectivos considerando las necesidades de clientes y empleados. En sí ntesis: ntesis: aumentar la productividad de las organizaciones productoras de bienes y servicios. 11/09/2011
Orígenes de la Ingenier ía Industrial (Industrial Engineering IE)
Historia Los orí genes genes de la Ingenierí a Industrial pueden ser rastreados de muchas fuentes diferentes: Fredrick Winslow Taylor es considerado como el padre de la Ingenierí a Industrial aunque no todas sus ideas fueron originales. Algunas de las influencias anteriores pueden haber sido: – Adán Smith 1776, Tratado de La Riqueza de las Naciones.
– Thomas Malthus 1798, el Ensayo sobre la Población. – David Ricardo 1817, Principios de la Tributación y Economí a Polí tica tica y – John Stuart Mill 1848, Principios de Economí a Polí tica tica.
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Adán Smith 1776 En su Tratado de La Riqueza de las Naciones propuso la especialización del trabajo. Observo que la división de la tarea, en cuatro operaciones, en el proceso de fabricación de alfileres aumentaba la producción cinco veces.
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James Watt Jr y Boulton, 1800 En su planta de fundición en Soho, en Birmingham, aplicaron mejoramientos organizacionales para producir el motor de Watt en gran cantidad, la f ábrica producí a con alta eficiencia más e 350 motores de vapor que se hicieron presentes en todas las ramas de la industria Británica y transformaron la nación. 11/09/2011
Charles W. Babbage, 1832 Otro contribuyente importante al campo y precursor a Taylor fue Charles W. Babbage. Babbage fue profesor de matemáticas en la Universidad de Cambridge. Una de sus contribuciones importantes al campo fue su libro: Sobre la Economí a de Maquinaria y Fabricación en 1832. En este libro él discute muchos temas diferentes que tienen que ver con fabricación, algunos sumamente familiares al IE: – – – – –
La idea de la curva aprendizaje, La división de la tarea y como el aprendizaje se afecta, y el efecto del aprendizaje sobre la generación de desperdicio. Métodos diferentes de la administración de sueldos y Participación en las utilidades sugerida como un enfoque viable.
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Charles Babbage, 1832 Fue la primera persona en sugerir la construcción de una computadora mecánica, " máquina analí tica tica de cálculo " como él la llamó, con objeto de resolver problemas matemáticos complejos. Una idea que estaba más allá de la tecnologí a de su tiempo pero luego resulto un concepto valioso al ingeniero industrial moderno. 11/09/2011
G. Wentworth, profesor de matemáticas Determino el tiempo para resolver problemas de matemáticas calculando el tiempo en que los estudiantes resolví an an los problemas en clase. Aprendiz de operador de máquina en Enterprise Hydraulic Work. Ingeniero mecánico en el Instituto Stevens. Jefe de ingenieros en Midvale Steel Company. 11/09/2011
Las ciencias económicas Todos estos trabajos proveyeron explicaciones Liberales Clásicas para los éxitos y limitaciones de la Revolución Industrial. Adam Smith era un economista como la mayorí a de sus contemporáneos. "Las ciencias económicas" es la frase para describir este campo en Inglaterra con anterioridad a la industrialización estadounidense. 11/09/2011
Henry R. Towne En los Estados Unidos durante la última parte del siglo diecinueve más desarrollos condujeron a la formalización de la ingenierí a industrial. Henry R. Towne acentuó el aspecto económico del trabajo del ingeniero. ¿Como estaba el ingeniero mejorando el resultado final para la compañí a? a? Towne perteneció a la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME) como muchos otros pioneros estadounidenses en este nuevo campo. En la ASME, Towne expresó la necesidad desarrollar un campo enfocado en sistemas de fabricación. El manual de Ingenierí a Industrial dice, "ASME era el terreno para la Ingenier í a Industrial." 11/09/2011
Fredrick A. Halsey Fredrick A. Halsey conjuntamente con Towne trabajaron y presentaron en ASME el plan de incentivos de jornal creciente. El propósito de su plan era aumentar la productividad del trabajador sin afectar negativamente el costo de producción. El plan también sugerí a que algunas de las ganancias se repartieran con los empleados como un incentivo para mantenerlo funcionando. 11/09/2011
Otros pioneros fueron: Barth, reglas de cálculo para corte de metales y estudios de fatiga. Gantt, gráfica para programar las actividades de producción y sistema de incentivos basado en pagos por superar la producción estándar. Diemmer, primer curso de Ingenierí a Industrial, Universidad de Kansas, 1902 y primer programa de estudios en Penn State, 1908. 11/09/2011
Henry L. Gantt Se intereso en la selección de trabajadores y su entrenamiento. Desarrollo trabajos sobre temas tales como: Costo, selección de trabajadores, entrenamiento, incentivo, buena planificaci ón, y programación de trabajo. El es el creador del diagrama de Gantt, actualmente el más popular para programar el trabajo. Hoy sin embargo, el diagrama de Gantt se combina con estadí sticas sticas para hacer pronósticos más precisos. Otros tipos de diagramas que se han desarrollado después de los esfuerzos de programación inicial son la Técnica de Revisión y el Evaluación de Programas (PERT) y el Método del Camino Crí tico tico (CPM). 11/09/2011
Fredrick Winslow Taylor. Taylor es probablemente el más conocido de los pioneros en la ingenierí a industrial. Presentó en ASME sus ideas sobre la organizaci ón de trabajo por la dirección. Acuñó el término "dirección cientí fica" fica" para describir los métodos que desarrolló mediante el estudio empí rico. rico. Su trabajo abarcó temas como la organización de trabajo por la dirección, selección de trabajador, entrenamiento, y compensación adicional para los individuos que pueden alcanzar el estándar desarrollado por la compañí a mediante sus métodos. 11/09/2011
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Frank Bunker Gilbreth y Lillian M. Gilbreth Los Gilbreth se enfocaron en el desarrollo de estudios de movimiento y tiempo. Frank Bunker Gilbreth y su esposa Dr. Lillian M. Gilbreth trabajaron en comprender el agotamiento, el desarrollo de habilidad, estudio de movimiento, así como también estudios de tiempo. Lillian Gilbreth obtuvo un Ph. D. en Psicologí a que la ayudó a comprender muchos aspectos de la gente. Los Gilbreth se interesaron en "una mejor manera" para hacer el trabajo. 11/09/2011
Frank Bunker Gilbreth y Lillian M. Gilbreth Uno de sus trabajos más importantes fue clasificar los movimientos humanos b ásicos en diecisiete tipos, efectivos (útiles en realizar trabajo) y no - efectivos. Elaboraron la clasificación de therbligs (Gilbreth invertido). Gilbreth determinó que el tiempo para completar un therblig efectivo puede acortarse pero será muy dif í ícil cil de eliminar. Por otra parte los therbligs no -efectivos deben eliminarse completamente si es posible. Gilbreth descubrió que cualquier forma de trabajo puede descomponerse en estos tipos de movimientos simples de trabajo. 11/09/2011
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Primeros educadores en II Hugo Diemmer, educación continua en Pennsylvania William Kent, curriculum de II en Syracusa Dexter Kimball, curso académico en Cornell Bertrand Thompson, organización industrial en Harvard 11/09/2011
Otros pioneros John Aldrich, filmaciones sobre estudios d micromovimientos James Dodge y Henry Kendall, experimentos en organización de personal Charles Going, editor de la revista Engineering Robert Kent, editor de la revista Industrial Engineering Harrintong Emerson, acuño el término despacho, realizo trabajos de administración cientí fica fica en los ferrocarriles de Santa Fe y escribi ó el libro Doce Principios de Eficiencia
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Final de la primera guerra mundial Se estableció firmemente la administración cientí fica fica Organizaciones integradas verticalmente usando técnicas de producción en masa era la norma El interés de la administración era el aumento de producción basado en estándares e incentivos dando poca atención a los buenos métodos de trabajo, lo que provocó que se legislará limitando el uso de tiempos estándar en las operaciones del gobierno. 11/09/2011
Ingeniería de Métodos y Simplificación del Trabajo Resurge la Ingenierí a Industrial haciendo énfasis en el estudio de movimientos y el análisis de métodos con los trabajos de: – H. B. Maynard, G. J. Stermergent y S. M. Lowry, Estudio de Tiempos y Movimientos – H. Mogenson, Sentido Común Aplicado al Estudio de Tiempos y Movimientos
– Ralph Barnes, primer doctorado en Ingenierí a Industrial por Cornell, Estudio de Tiempos y Movimientos. 11/09/2011
Los experimentos de Hawthorne Un grupo de investigadores del MIT conducidos por Elton Mayo auspiciados por la Academia Nacional de las Ciencias observaron a un grupo de trabajadores para analizar el efecto de las condiciones de trabajo en la productividad, llegando a la conclusión de que el aumento de la productividad en los trabajos en estudio se debí a a la atención que recibí an an los trabajadores. 11/09/2011
Otras contribuciones L. P. Alford, Arthur C. Anderson, W. Edwards Deming, Eugene L. Grant, Robert Hoxie, Joseph Juran, Marvin Mundel, George H. Shepard y Walter Shewart. Shewart en su libro Control Económico de Calidad del Producto Manufacturado, sentó las bases del muestreo estadí stico stico y de un enfoque efectivo del control de calidad en el proceso de producción. 11/09/2011
Técnicas principales de Ingenier ía Industrial Convencional ESTUDIO DE MÉTODOS ESTUDIO DE TIEMPOS ESTANDARIZACIÓN PLANEACIÓN DEL PROCESO ADMINISTRACIÓN DE SUELDOS Y SALARIOS CAPACITACIÓN DEL TRABAJADOR REGLAS DE CÁLCULO PARA CORTE DE METAL SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN DE PRODUCTOS Y COMPONENTES 11/09/2011
SISTEMA DE RUTEO CONTROL DE PRESUPUESTOS Y COSTOS INGENIERÍA DE MANUFACTURA SISTEMAS Y PROCEDIMIENTOS HERRAMENTAL, PLANTILLAS DISEÑO DE DISPOSITIVOS DISTRIBUCIÓN DE PLANTA MANEJO DE MATERIALES ESPECIFICACIONES DE EQUIPAMIENTO
Investigación de Operaciones Cuando los Estados Unidos entraron a la segunda guerra mundial el gobierno alistó cientí ficos ficos para estudiar allí planes de guerra, métodos de producción, y logí stica. stica. Estos cientí ficos ficos desarrollaron un número de técnicas para modelar y predecir soluciones óptimas. Luego cuando esta información fue clasificada nació el campo de la Investigación de Operaciones. Solo pocas compañí as as estuvieron listas para desarrollar los departamentos de Investigación de Operaciones y aprovechar los beneficios proporcionados por este nuevo tipo de modelado analí tico. tico. 11/09/2011
Desarrollos matemáticos Durante el decenio de 1960, y después, nuevos desarrollos en matemáticas para la optimización así como también los nuevos métodos de análisis estadí stico stico avanzado ayudaron a llenar los huecos dejados antes por el enfoque puramente teórico. Sin embargo, los problemas eran sumamente extensos y complejos y hasta que se desarrollo la computadora digital el procesado de este tipo de información fue posible. 11/09/2011
Técnicas principales de Ingenier ía Industrial Apoyada en Investigación de Operaciones CONTROL DE INVENTARIOS SIMULACIÓN DIGITAL PLANEACIÓN Y CONTROL DE PRODUCCIÓN ADMINISTRACIÓN DE PROYECTOS (REDES PERT Y CPM) BALANCEO DE LÍNEAS CONTROL DE CALIDAD ASIGNACIÓN DE RECURSOS MODELO DEL TRANSPORTE 11/09/2011
PROGRAMACIÓN LINEAL TEORÍA DE COLAS PROGRAMACIÓN DINÁMICA ALMACENAMIENTO Y DISTRIBUCIÓN MANTENIMIENTO Y REEMPLAZO CONTROL ESTADISTÍCO DEL PROCESO DECISIONES COMPRAR O PRODUCIR
Sistemas El desarrollo de la computadora digital y de la capacidad de almacenamiento masivo, el ingeniero industrial tuvo la capacidad para calcular rápidamente problemas masivos de sistemas de producción y su reacción al cambio.
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Avances en sistemas Se hizo énfasis en la adquisición de hechos sólidos, mediciones precisas, enfoque objetivos para el análisis y modelado de organizaciones y sistemas humanos. Avances en el área de comportamiento humano y organizacional. Adopción de conceptos ergonómicos para el diseño y mejora de sistemas integrados de trabajo 11/09/2011
Técnicas principales de Ingeniería Industrial Apoyada en Sistemas ADMINISTRACIÓN DE LA CONFIABILIDAD INGENIERÍA DEL FACTOR HUMANO ADMINISTRACIÓN DE PROYECTOS DE GRAN ESCALA CIBERNÉTICA ROBÓTICA ANÁLISIS DE DECISIONES COMUNICACIÓN 11/09/2011
TRIBOLOGÍA SISTEMAS DE PLANEACIÓN DE REQUERIMIENTOS DE MATERIALES CONTROL DE INVENTARIO, FACTURACIÓN, Y PAGO Y ADMINISTRACIÓN DE NÓMINA ETC .
Teoría de Sistemas A lo largo de los años 40 hasta los 60 se desarrolló una gran diversidad de aproximaciones en las diferentes ciencias. Estas aproximaciones tení an an un número de caracterí sticas sticas en común. Una de las primeras personas que identificaron una nueva "ciencia" fue Norbert Weiner en su "Cibernética" (1948) que estudiaba los sistemas y en especial los sistemas recursivos con la noción central del feedback o retroalimentación. 11/09/2011
Teoría de Sistemas En los años siguientes se desarrollaron muchos otros "sistemas", estos incluí an: an: Teorí a Clásica de Sistemas; Informática y simulación (incluido el trabajo pionero de Turing); Teorí a de Compartimentos; Teorí a de Conjuntos; Teorí a de Gráficas; Teorí a de Redes; Teorí a de Jerarquí as; as; Teorí a de Información (Shannon y Weaver); Teorí a Matemática de Juegos (Von Neumann y Morgenstern). La Society for General Systems Research se organizó en 1954. 11/09/2011
Ludwig Von Bertalanffy Bertalanffy (1968) identificó muchos de estos y, bajo el "paraguas" de una "Teorí a General de Sistemas" comenzó, con la ayuda de otros tales como David Rapaport a organizar un modelo comprensivo.
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Los fines principales de la Teoría General de Sistemas según Bertalanffy: 1.Hay una tendencia general hacia una integración en las varias ciencias, naturales y sociales 2.Tal integración parece centrarse en una teor í a general de sistemas. 3.Tal teorí a puede ser un medio importante para apuntar hacia la teorí a exacta en los campos no f í ísicos sicos de la ciencia. 4.Desarrollando principios unificadores que vayan "verticalmente" por el universo de las ciencias individuales, esta teorí a nos acerca más a la meta de la unidad de la ciencia. 5.Esto puede conducir a una muy necesitada integración en la educación cientí fica fica 11/09/2011
Técnicas principales de Ingeniería Industrial Apoyada en Sistemología ENFOQUE DE SISTEMAS (HOLISMO) PRODUCTOR - PRODUCTO TELEOLOGÍA EXPANSIONISMO INGENIERÍA DE SISTEMAS INGENIERÍA DE SOFWARE INVESTIGACIÓN INTERDISCIPLINARÍA INVESTIGACIÓN DE SISTEMAS GENERALES CIENCIAS DE LA COMUNICACIÓN 11/09/2011
INFORMÁTICA Y SIMULACIÓN TEORÍA DE COMPORTAMIENTOS TEORÍA DE CONJUNTOS TEORÍA DE GRÁFICAS TEORÍA DE REDES TEORÍA DE JERARQUÍAS TEORÍA DE INFORMACIÓN TEORÍA MATEMÁTICA DE JUEGOS ETC.
Otros desarrollos La Cibernética de la Cibernética Mapas Territorios y Lenguaje La Teoría del Caos Sistemas Multi Nivel Fractales y Modelado Fractal
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Época actual Responsabilidades en liderazgo organizacional en diseño e integración de sistemas de manufactura y servicio. Diseño y desarrollo de nuevo equipo (hardware) y programas (software) en muchas funciones, para la integración de dichas funciones con ambientes operacionales. Diseño e integración de sistemas de información que controlan y manejan efectivamente datos relacionados con: diseño del producto, materiales, inventarios de partes, ordenes de trabajo, programas de producción, diseño de ingenierí a, a, etc. Generación automática de planes de proceso, listas de materiales, liberaci ón de ordenes de herramientas, programas de trabajo, e instrucciones al operario. 11/09/2011
Época actual Crecimiento en máquinas de control numérico, instalación de herramental, el uso de robots en una variedad de establecimientos industriales. Tareas crí ticas ticas para el éxito de sistemas CAD, CAM o CIM abarcando muchas organizaciones manufactureras. Sofisticadas herramientas de análisis y diseño de sistemas aplicadas exitosamente en actividades de servicios 11/09/2011
Algunas Técnicas de Ingeniería Industrial Época Actual COSTOS BASADOS EN ACTIVIDADES (ABC) COSTOS BASADOS EN MANUFACTURA ÁGIL (LEAN ACCOUNTING) USO INNOVATIVO DE RECURSOS O PROCESOS GRUPOS EFECTIVOS DE TRABAJO EN ALTA TECNOLOGÍA DE MANUFACTURA BENCHMARKING DE PROCESOS DE MANUFACTURA (MPB) DISEÑO PARA EL AMBIENTE (DFE) ECO EFICIENCIA TEORÍA DEL ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA EVALUACIÓN DEL IMPACTO DEL CICLO DE VIDA (LCIA) PRINCIPIOS DEL CAMBIO SOSTENIBLE EL CICLO PHVA DEL DESARROLLO SISTEM ÁTICO 11/09/2011
MANUFACTURA: ÁGIL, SINCRÓNICA, FLEXIBLE, CELULAR, JUSTO A TIEMPO, ETC. ANÁLISIS: AMEF (DEL MODO Y EFECTO DE FALLA), RCA (DE CAUSA RAÍZ), HAZOP (DE OPERABILIDAD Y RIESGO) CONCEPTOS DE CONSERVACIÓN Y CONFIABILIDAD COMO: MANTENIMIENTO PRODUCTIVO TOTAL (TPM), MANTENIMIENTO CENTRADO EN CONFIABILIDAD (RCM). TEORÍA DE RESTRICCIONES (TOC). SISTEMAS DE PLANEACI ÓN AVANZADA (SAP) SISTEMAS DE ADMINISTRACIÓN DE MANTENIMIENTO COMPUTARIZADOS (CMS) ETC.
El futuro Los retos: – Manufactura concurrente – Integración de recursos humanos y técnicos – Conversión de información a conocimiento – Compatibilidad ambiental – Empresas reconfigurables – Procesos innovativos 11/09/2011
