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Automatización en la Industria Automotriz: Eficiencia, Calidad y Tendencias, Study notes of Fundamentals of Semiconductor Fabrication

Este documento explora la automatización en la industria automotriz, destacando su impacto en la eficiencia, la calidad del producto y la reducción de costos. Se analizan las estrategias para optimizar procesos, recursos y la calidad en tiempo real, así como las tendencias clave en la fuerza laboral del futuro. Una visión general de la automatización en la industria automotriz, incluyendo ejemplos concretos y estrategias para su implementación.

Typology: Study notes

2022/2023

Uploaded on 02/06/2025

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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MEXICO
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE APIZACO
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
ASIGNATURA: FUNDAMENTOS DE LA INVESTIGACIÓN
"EFECTOS DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ROBÓTICA EN LA OPTIMIZACIÓN DE
PROCESOS Y REDUCCIÓN DE COSTOS EN EMPRESAS NISSAN"
REALIZÓ:
ROCHA FLORES JUAN DAVID
SÁNCHEZ VÁZQUEZ JORGE LUIS
FECHA: 20/05/24
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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MEXICO

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE APIZACO

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

ASIGNATURA: FUNDAMENTOS DE LA INVESTIGACIÓN

"EFECTOS DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ROBÓTICA EN LA OPTIMIZACIÓN DE

PROCESOS Y REDUCCIÓN DE COSTOS EN EMPRESAS NISSAN"

REALIZÓ:

ROCHA FLORES JUAN DAVID

SÁNCHEZ VÁZQUEZ JORGE LUIS

FECHA: 20/05/

INDICE

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En la industria automotriz Nissan, la implementación de robótica en la línea de ensamblaje ha sido un cambio disruptivo que ha transformado los procesos de producción. Si bien esta tecnología ha traído consigo una serie de beneficios en términos de eficiencia, calidad y competitividad, también plantea desafíos significativos que deben abordarse para maximizar su impacto positivo. El creciente uso de robots en la línea de ensamblaje automotriz ha generado preocupaciones sobre el impacto en la fuerza laboral, incluida la posible reducción de empleos tradicionales y la necesidad de habilidades técnicas especializadas. Además, la inversión inicial requerida para la implementación de sistemas robóticos puede representar una barrera para algunas empresas, especialmente las más pequeñas o con recursos limitados. Otro aspecto para considerar es la influencia en la calidad del producto final. Si bien la robótica puede mejorar la precisión y consistencia en el ensamblaje, también plantea desafíos en términos de adaptabilidad y resolución de problemas en situaciones no planificadas. En este contexto, es fundamental comprender a fondo el impacto de la implementación de robótica en la línea de ensamblaje automotriz y desarrollar estrategias efectivas para maximizar sus beneficios y mitigar sus posibles desventajas. Es necesario abordar cuestiones relacionadas con la fuerza laboral, la inversión en tecnología, la calidad del producto y la competitividad a largo plazo para asegurar una transición exitosa hacia una producción automotriz más eficiente y avanzada tecnológicamente.

OBJETIVO GENERAL:

El objetivo general de este estudio es investigar y comprender el impacto completo de la implementación de robótica en la línea de ensamblaje automotriz. Se busca analizar cómo la introducción de sistemas robóticos ha transformado los procesos de producción en la industria automotriz, examinando en detalle sus efectos en la eficiencia operativa, la calidad del producto y la competitividad global de las empresas del sector. Este estudio tiene como propósito proporcionar una visión integral de los cambios inducidos por la robótica en la fabricación de automóviles y su repercusión en la economía y el mercado laboral. OBJETIVO ESPECÍFICO: El objetivo específico de este estudio es evaluar el impacto de la implementación de robótica en la línea de ensamblaje automotriz en términos de eficiencia operativa. Se pretende analizar cómo la automatización de procesos ha optimizado la producción, reduciendo los tiempos de ciclo y mejorando la productividad en comparación con los métodos de ensamblaje tradicionales. Además, se buscará identificar los principales factores que influyen en la eficiencia de los sistemas robóticos, como la precisión en el ensamblaje, la programación de tareas y la adaptabilidad a diferentes modelos de vehículos. Asimismo, se explorará el impacto de la robótica en la calidad del producto final. Se analizará cómo la implementación de sistemas robóticos ha contribuido a mejorar la precisión y consistencia en el ensamblaje, reduciendo defectos y asegurando estándares de calidad más altos en la producción automotriz. Además, se examinará la capacidad de los sistemas robóticos para detectar y corregir errores de manera eficiente, así como su influencia en la seguridad y fiabilidad de los vehículos fabricados.

Impacto en la Fuerza Laboral El impacto de la implementación de robótica en la línea de ensamblaje automotriz se extiende más allá de la mejora en la eficiencia operativa. Si bien la automatización ha llevado a la creación de empleos especializados en mantenimiento y programación de robots, también ha planteado preocupaciones sobre la reducción de empleos tradicionales en la industria automotriz. "La introducción de robots en la línea de ensamblaje automotriz ha generado preocupaciones sobre el desplazamiento laboral y la necesidad de reentrenar a los trabajadores para roles más especializados"^2. La adaptación a esta nueva realidad requiere una inversión en programas de capacitación y reciclaje profesional para garantizar que la fuerza laboral esté equipada para trabajar en colaboración con sistemas robóticos en entornos de fabricación avanzados. En resumen, la implementación de robótica en la línea de ensamblaje automotriz tiene el potencial de generar mejoras significativas en la eficiencia y calidad de la producción, pero también plantea desafíos en términos de impacto en la fuerza laboral y adaptación organizativa. Es fundamental abordar estos desafíos de manera integral para maximizar los beneficios de la automatización en la industria automotriz. (^2) Castañeda, Alfredo_. Industria 4,0._ México, 2019.

1. Mejora de la eficiencia en la producción. La mejora de la eficiencia en la producción es un objetivo clave para las empresas en cualquier sector industrial. Consiste en implementar una serie de estrategias y técnicas destinadas a optimizar los procesos de fabricación con el fin de aumentar la productividad y reducir los costos operativos. Dentro de este contexto, se pueden identificar varias áreas específicas de mejora, cada una con sus propias metodologías y enfoques. Esta área de enfoque se centra en la revisión y optimización de los procesos existentes en la cadena de producción. Esto puede incluir la identificación de cuellos de botella, la simplificación de flujos de trabajo, la eliminación de actividades innecesarias y la implementación de mejores prácticas de gestión de la producción. 1.1 Automatización de tareas repetitivas La automatización de tareas repetitivas consiste en utilizar tecnología y sistemas avanzados para realizar actividades rutinarias de manera más eficiente y precisa. Implica el uso de tecnologías como robots, software y sistemas de control para ejecutar actividades que se realizan con alta frecuencia y bajo un patrón predecible. Los objetivos principales son acelerar la ejecución de tareas repetitivas, reducir errores humanos, mejorar la calidad, incrementar la producción sin necesidad de aumentar la mano de obra y disminuir los costos operativos y de producción a largo plazo. Entre las tecnologías utilizadas se encuentran la robótica, con robots industriales para ensamblaje, soldadura y empaquetado; software de automatización, que gestiona tareas administrativas como la entrada de datos, procesamiento de transacciones y generación de informes; y sistemas de control como PLCs (controladores lógicos programables) y SCADA (control de supervisión y adquisición de datos) para monitorizar y controlar procesos industriales.

1.4 Minimización de errores humanos La minimización de errores humanos en la producción es crucial para mejorar la calidad, eficiencia y seguridad en los procesos operativos. Su objetivo principal es reducir la frecuencia y el impacto de los errores cometidos por los empleados, mejorando así la calidad del producto y la eficiencia del proceso. Las estrategias para lograrlo incluyen la automatización mediante sistemas automatizados y robótica para realizar tareas repetitivas y propensas a errores; la estandarización de procesos creando procedimientos operativos estándar (SOP) para asegurar que todos los empleados sigan los mismos pasos; la formación y capacitación continua para mejorar las habilidades y conocimientos de los empleados; el diseño ergonómico de estaciones de trabajo y herramientas para reducir la fatiga y mejorar la precisión; el uso de sistemas de verificación y control de calidad para detectar y corregir errores rápidamente; y la implementación de un sistema de retroalimentación para identificar errores y aplicar medidas correctivas. Los beneficios de estas estrategias son múltiples: se mejora la calidad del producto, logrando productos más consistentes y de alta calidad; se aumenta la eficiencia operativa, ya que hay menos retrabajo y desperdicio; se mejora la seguridad laboral, reduciendo los accidentes relacionados con errores humanos; y se incrementa la satisfacción del cliente mediante entregas más confiables y productos de mejor calidad. 1.5 Aumento de la capacidad de producción El aumento de la capacidad de producción se centra en incrementar la cantidad de productos que una empresa puede producir en un determinado periodo. Su objetivo principal es satisfacer una mayor demanda del mercado y mejorar la competitividad de la empresa. Las estrategias para lograrlo incluyen la automatización mediante la implementación de tecnologías y maquinaria avanzada para acelerar procesos y reducir tiempos de ciclo; la optimización de procesos mediante el análisis y mejora de cada etapa para eliminar cuellos de botella y maximizar la eficiencia; la ampliación de instalaciones, ya sea expandiendo las existentes o construyendo nuevas; la gestión de inventarios utilizando técnicas como Just- in-Time (JIT) para asegurar la disponibilidad de materiales sin exceso de inventario; la capacitación del personal para mejorar sus habilidades y eficiencia en el uso de nuevas

tecnologías y procesos; y la mejora continua adoptando metodologías como Lean Manufacturing y Six Sigma para optimizar constantemente los procesos.

2. Mejora de la calidad del producto En la industria automotriz, la mejora de la calidad del producto es un objetivo central para las empresas que buscan mantenerse competitivas en un mercado cada vez más exigente. Esta mejora abarca una amplia gama de aspectos, desde la selección de materiales y tecnologías de fabricación hasta el diseño del producto y el control de calidad en todas las etapas del proceso de producción. Una de las áreas clave en la mejora de la calidad del producto automotriz es la adopción de tecnologías de fabricación avanzadas. La implementación de sistemas robóticos, la automatización de procesos y la fabricación aditiva permiten una mayor precisión y consistencia en la producción de componentes y ensamblajes, lo que se traduce en productos finales de mayor calidad y fiabilidad. 2.1 Precisión en el ensamblaje La precisión de ensamblaje se refiere a la exactitud y consistencia con la que se unen las piezas en un proceso de producción. Su objetivo principal es asegurar que los productos finales cumplan con especificaciones exactas y estándares de calidad. Para mejorar la precisión de ensamblaje, se utilizan diversas estrategias:

  • Automatización: Empleo de robots y maquinaria avanzada que garantizan una mayor exactitud y consistencia en el ensamblaje.
  • Control de Calidad: Implementación de sistemas de control y monitoreo que detectan y corrigen errores en tiempo real.
  • Diseño de Procesos: Optimización del diseño del proceso de ensamblaje para minimizar variaciones y asegurar la correcta alineación y ajuste de las piezas.
  • Capacitación del Personal: Formación continua de los empleados para mejorar sus habilidades y conocimientos sobre las técnicas de ensamblaje. Los beneficios de una alta precisión de ensamblaje incluyen productos de mayor calidad, que cumplen con especificaciones y estándares rigurosos; reducción de trabajos y desperdicios, lo que mejora la eficiencia y disminuye costos; satisfacción del cliente,

diseño de productos y procesos de fabricación para reducir la complejidad y el riesgo de errores. 2.4 Mejora en la seguridad del producto final La mejora en la seguridad del producto final es un objetivo crucial para garantizar que los productos sean seguros para su uso, protejan a los consumidores y cumplan con las regulaciones y normativas vigentes. Su objetivo principal es minimizar los riesgos de fallos y peligros asociados con los productos, asegurando la confianza del consumidor y la integridad de la marca. Para lograrlo, se implementan varias estrategias: diseño seguro, integrando la seguridad en las fases iniciales del diseño del producto para identificar y mitigar riesgos potenciales; control de calidad, utilizando técnicas como inspecciones, pruebas y auditorías para asegurar que los productos cumplen con los estándares de seguridad; cumplimiento normativo, garantizando que los productos cumplen con las regulaciones y normativas aplicables; formación y concienciación, capacitando a los empleados sobre las mejores prácticas y procedimientos de seguridad; y mejora continua, adoptando metodologías como Six Sigma y Lean Manufacturing para identificar y corregir posibles fallos de seguridad. 2.5 Control de calidad en tiempo real El control de calidad en tiempo real es un enfoque que utiliza tecnologías avanzadas para monitorear y evaluar la calidad del producto durante el proceso de producción, permitiendo la identificación y corrección inmediata de defectos o problemas. Su objetivo principal es asegurar que los productos cumplan con los estándares de calidad desde el inicio hasta el final del proceso de fabricación. Para lograr un control de calidad en tiempo real, se implementan varias estrategias: sensores y dispositivos de monitoreo instalados en la línea de producción que recogen datos continuamente sobre diversas variables como dimensiones, temperatura, presión y composición; sistemas de procesamiento de datos y análisis, que utilizan software avanzado y algoritmos de inteligencia artificial para analizar los datos recogidos y detectar desviaciones de los estándares de calidad; integración de sistemas, conectando los dispositivos de monitoreo con sistemas de gestión de la producción (MES) y de gestión de

la calidad (QMS) para una supervisión y control centralizados; y retroalimentación inmediata, mediante la cual las máquinas y operarios reciben alertas en tiempo real para tomar acciones correctivas inmediatas.

3. Impacto en la fuerza laboral El impacto de la fuerza laboral en la industria automotriz abarca varios aspectos clave. La introducción de tecnologías avanzadas, como la robótica, ha llevado a la reasignación de trabajadores a funciones más estratégicas y de mayor valor agregado dentro de la cadena de producción. Con la implementación de equipos y sistemas robóticos, se requiere una capacitación especializada para operar y mantener esta tecnología de manera efectiva. La adopción de tecnologías avanzadas ha provocado cambios en el perfil del personal requerido, demandando habilidades técnicas más avanzadas. Además, la automatización de tareas repetitivas y monótonas ha resultado en una reducción en la demanda de trabajadores para realizar estas actividades. A pesar de la reducción en los empleos repetitivos, la implementación de tecnologías robóticas también ha generado nuevas oportunidades de empleo en áreas especializadas relacionadas con la robótica. 3.1 Reasignación de trabajadores a tareas de mayor valor La reasignación de trabajadores a tareas de mayor valor implica trasladar a los empleados de actividades rutinarias y repetitivas a roles que requieren habilidades más avanzadas y aportan un mayor valor estratégico a la empresa. Este enfoque busca maximizar el potencial de la fuerza laboral, mejorando tanto la eficiencia operativa como la satisfacción de los empleados. Para implementar esta estrategia, se llevan a cabo varias acciones clave: automatización de tareas repetitivas, utilizando tecnologías y sistemas automatizados para manejar actividades de bajo valor; identificación de tareas de mayor valor, determinando cuáles requieren habilidades especializadas y tienen un mayor impacto en los objetivos estratégicos de la empresa; capacitación y desarrollo, ofreciendo programas de formación para que los empleados adquieran las habilidades necesarias para desempeñar tareas de mayor valor; rediseño de roles y procesos, ajustando las descripciones de los puestos y los flujos de trabajo para optimizar el uso de las habilidades y capacidades de los empleados; y gestión

decisiones informadas para mejorar los procesos de producción; formación continua y adaptabilidad, siendo esencial que el personal esté dispuesto a aprender y adaptarse a nuevas herramientas, métodos y tecnologías a lo largo de su carrera; habilidades de colaboración y comunicación, ya que la colaboración efectiva entre equipos multidisciplinarios y la comunicación clara son cruciales para gestionar proyectos y solucionar problemas de manera eficiente. 3.4 Reducción de empleos repetitivos La reducción de empleos repetitivos es una tendencia creciente en la industria impulsada por la automatización y la digitalización. Esta estrategia se centra en disminuir o eliminar tareas rutinarias y de bajo valor mediante el uso de tecnologías avanzadas, permitiendo que los trabajadores se concentren en actividades más complejas y de mayor valor agregado. Para lograr esta reducción, se implementan varias estrategias clave: automatización de procesos, utilizando robots y sistemas automatizados para llevar a cabo tareas repetitivas y rutinarias con mayor precisión y eficiencia; implementación de software de gestión, que permite automatizar tareas administrativas y de control de calidad, reduciendo la necesidad de intervención humana; análisis de procesos, identificando y rediseñando procesos para eliminar redundancias y optimizar el flujo de trabajo; formación y reubicación, capacitando a los empleados para que adquieran nuevas habilidades y puedan ser reubicados en roles que requieren un mayor nivel de intervención humana y creatividad; y mejora continua, adoptando metodologías como Lean Manufacturing y Six Sigma para revisar y mejorar continuamente los procesos, eliminando tareas innecesarias y automatizando las que sean posibles. 3.5 Creación de empleos especializados en robótica La creación de empleos especializados en robótica es una respuesta a la creciente adopción de tecnologías robóticas en diversas industrias. Estos empleos se centran en el diseño, desarrollo, implementación, mantenimiento y optimización de sistemas robóticos, y son esenciales para maximizar el valor y la eficiencia de la automatización. Para fomentar la creación de estos empleos, se siguen varias estrategias clave: desarrollo de programas educativos, ofreciendo cursos y programas especializados en robótica e ingeniería en universidades y centros de formación técnica; alianzas con la industria, colaborando con empresas para diseñar currículos que respondan a las necesidades del mercado laboral; capacitación continua, proporcionando formación y actualización constante a los profesionales para mantenerse al día con las últimas tecnologías y prácticas en robótica; incentivos y apoyo gubernamental, implementando políticas y programas que

promuevan la investigación y el desarrollo en robótica y faciliten la creación de empleos especializados; y promoción de carreras STEM (ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas), incentivando a los jóvenes a seguir carreras en estos campos críticos para el desarrollo de la robótica.

4. Consideraciones económicas y competitivas Las consideraciones económicas y competitivas en el sector automotriz son fundamentales para la supervivencia y el éxito de las empresas en este mercado altamente competitivo y globalizado. Estas consideraciones abarcan una amplia gama de aspectos relacionados con los costos de producción, la eficiencia operativa, la rentabilidad, la innovación y la capacidad para mantenerse al día con las tendencias y demandas del mercado. Una de las principales preocupaciones económicas en el sector automotriz es el costo de implementación de nuevas tecnologías y procesos de producción. Esto incluye la inversión en equipos avanzados, sistemas de automatización y tecnologías digitales que pueden mejorar la eficiencia y la calidad, pero que también requieren una inversión inicial significativa. Las empresas deben evaluar cuidadosamente los costos y beneficios de estas inversiones para garantizar un retorno de la inversión adecuado a largo plazo. 4.1 Costos de implementación y retorno de la inversión Los costos de implementación de tecnologías robóticas pueden variar según varios factores, incluyendo el tipo y la cantidad de robots necesarios, el nivel de personalización requerido, el grado de integración con los sistemas existentes y los costos de formación y mantenimiento. Algunos de los costos típicos asociados con la implementación de tecnologías robóticas incluyen: el costo de adquisición de robots, costos de integración y configuración, costos de software y programación, costos de formación del personal y costos de mantenimiento y servicio.

sostenibilidad y responsabilidad social, digitalización y análisis de datos, formación y desarrollo de talento, y adaptación a la cadena de suministro. En definitiva, adaptarse a las tendencias de fabricación global requiere un enfoque holístico que abarque la tecnología, la colaboración, la sostenibilidad, la digitalización, el talento y la cadena de suministro. Las empresas que pueden adaptarse con éxito a estos cambios están mejor posicionadas para competir en un mercado globalizado y en constante evolución. 4.4 Impacto en el precio y la rentabilidad Las ventajas competitivas permiten a una empresa posicionarse estratégicamente en el mercado, lo cual tiene un efecto directo en su política de precios. Empresas con costos de producción más bajos pueden ofrecer precios más competitivos, lo que puede atraer a un mayor número de clientes sensibles al precio y aumentar su participación en el mercado. Alternativamente, pueden mantener precios de mercado y obtener márgenes de ganancia más altos. Las tendencias de fabricación global pueden tener un impacto significativo en el precio y la rentabilidad de las empresas. Algunos de estos impactos incluyen: costos de producción variables, competencia de precios, economías de escala, fluctuaciones monetarias, diferencias en estándares de calidad y regulaciones, y oportunidades de innovación y diferenciación. En resumen, las tendencias de fabricación global pueden ofrecer tanto oportunidades como desafíos para las empresas en términos de precio y rentabilidad, y es crucial que las empresas evalúen cuidadosamente estos factores y adapten sus estrategias en consecuencia. 4.5 Innovación y diferenciación en el sector automotriz En el sector automotriz, la innovación y la diferenciación son fundamentales para mantener la competitividad y satisfacer las demandas cambiantes de los consumidores.

Algunas formas en que las empresas de este sector pueden innovar y diferenciarse incluyen: tecnología avanzada, diseño y estilo distintivos, sostenibilidad, personalización y experiencia del cliente, innovación en la cadena de suministro, colaboraciones estratégicas y experiencias de movilidad. En definitiva, la innovación y la diferenciación son cruciales para el éxito en el sector automotriz, permitiendo a las empresas destacarse en un mercado altamente competitivo y satisfacer las necesidades de los consumidores. Por otro lado, la diferenciación se logra a través del diseño y el estilo distintivos de los vehículos, así como mediante la segmentación del mercado y la oferta de productos para diferentes tipos de consumidores, como vehículos de lujo, deportivos o económicos. Además, las empresas buscan diferenciarse mediante servicios adicionales y experiencias de cliente únicas. CONCLUSIÓN

  1. La introducción de la robótica en la línea de ensamblaje automotriz ha sido un cambio transformador en la forma en que se fabrican los vehículos. Esta tecnología ha mejorado la eficiencia y la precisión en la producción, lo que ha llevado a una mejora notable en la calidad del producto final. Sin embargo, este avance tecnológico también ha planteado preocupaciones sobre el futuro del empleo en la industria automotriz, ya que algunos puestos de trabajo tradicionales podrían volverse obsoletos con la automatización.
  2. La implementación de la robótica en la línea de ensamblaje automotriz ha demostrado ser una estrategia efectiva para mejorar la competitividad de las empresas en el mercado global. Esta tecnología ha permitido a las empresas automotrices reducir los tiempos de ciclo de producción, optimizar la utilización de recursos y mantener estándares de calidad consistentes en sus productos. Aunque la automatización ha generado preocupaciones sobre el impacto en la fuerza laboral, también ha creado nuevas oportunidades de empleo en áreas especializadas relacionadas con el mantenimiento y la programación de robots.
  3. La adopción de la robótica en la línea de ensamblaje automotriz representa un paso importante hacia la modernización y la eficiencia en la industria automotriz. Esta tecnología ha permitido a las empresas mejorar la precisión y consistencia en el ensamblaje de vehículos, reduciendo los defectos y aumentando la satisfacción del cliente. Sin embargo, la automatización puede conducir a una disminución inicial de empleos