Fundamentos de Ingeniería Industrial PDF

Fundamentos de ingeniería industrial Constanza Montoya Restrepo Fundamentos de ingeniería industrial Constanza Montoya Restrepo Bogotá, D. C., 2023 Universidad Nacional de Colombia - Sede Manizales Vicedecanatura de Investigación y Extensión Facultad de Ingeniería y Arquitectura Vicerrectoría de Investigación Editorial Universidad Nacional de Colombia Constanza Montoya Restrepo Editorial Universidad Nacional de Colombia Alberto Amaya Director Comité Editorial Alberto Amaya Patricia Noguera Fabio Pavas Veronique Bellanger Fredy Chaparro Jairo Peña Pedro Benjumea Primera edición, 2023 isbn (digital): 978-958-505-343-4 Edición Editorial Universidad Nacional de Colombia [email protected] www.editorial.unal.edu.co Equipo editorial Coordinación editorial: José Rengifo Delgado Corrección de estilo: Johan Sánchez Fotografía de cubierta: Víctor Manuel Aristizábal Jones Pauta gráfica: Juan Carlos Villamil Diagramación: Ricardo González Angulo Salvo cuando se especifica lo contrario, las figuras y tablas del presente volumen son propiedad de la autora. Hecho en Bogotá, D. C., Colombia, 2023. Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CCBY-NC-ND 4.0) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ Catalogación en la publicación Universidad Nacional de Colombia Montoya Restrepo, Constanza, 1953- Fundamentos de ingeniería industrial / Constanza Montoya Restrepo. -- Primera edición. -- Bogotá : Universidad Nacional de Colombia. Vicerrectoría de Investigación. Editorial Universidad Nacional de Colom- bia ; Manizales : Universidad Nacional de Colombia. Vicedecanatura de Investigación y Extensión. Facultad de Ingeniería y Arquitectura, 2023 1 CD- ROM (360 páginas) ilustraciones a color, diagramas Incluye referencias bibliográficas e índice temático ISBN 978-958-505-343-4 (e-book) 1. Ingeniería industrial 2. Ingeniería industrial -- Historia 3. Ingeniería industrial -- Colombia 4. Admi- nistración de empresas -- Organización 5. Industria -- Innovaciones tecnológicas 6. Gestión de empresas 7. Administración de proyectos industriales I. Título CDD-23 670 / 2023 Índice Listado de figuras 9 Listado de tablas 13 Introducción 15 Parte 1. Introducción a la ingeniería industrial.....................................................17 Capítulo 1. Concepto y evolución histórica de la ingeniería......................................... 19 Etimología de la palabra ingeniería 20 Evolución del concepto de ingeniería 20 Aproximación histórica a la ingeniería 23 La ingeniería en Colombia 33 Capítulo 2. Evolución histórica de la ingeniería industrial............................................ 37 Introducción 38 Antecedentes 39 Resumen cronológico del surgimiento de la ingeniería industrial 40 Teorías que han contribuido al desarrollo de la ingeniería industrial 43 1. Escuela Clásica de la Administración43 2. Escuela burocrática58 3. Escuela conductista o de las relaciones humanas61 4. Enfoques contemporáneos de la administración64 5. Escuela de enfoque sistémico 68 Capítulo 3. Elementos conceptuales básicos.................................................................... 73 Introducción 74 ¿Qué se entiende por conocimiento? 75 Ciencia, tecnología y técnica 76 Conocimiento tecnológico vs. conocimiento científico 82 Capítulo 4. La ingeniería industrial en la práctica.......................................................... 87 Concepto de ingeniería industrial 88 Objeto de estudio 89 Campos de acción, competencias y conocimientos de un ingeniero industrial 90 Capítulo 5. Conceptos básicos de organización, empresa e industria........................ 103 Organización 104 Tipos de organización 104 Empresa 107 Industria 107 Aspectos generales referidos a la empresa 108 Clasificación empresarial 111 1. Por su tamaño112 2. Por el sector de actividad económica en el que opera 115 3. Por su ámbito de actuación120 4. Por el origen de su capital120 5. Por su naturaleza jurídica121 Parte 2. La empresa como objeto de trabajo de la ingeniería industrial..............129 Perspectivas para el estudio 130 Capítulo 6. Enfoque clásico: la empresa como organización jerárquica.................... 133 Introducción 134 Principales funciones administrativas 134 Conceptos y elementos de la estructura organizacional 136 Tipos de estructura 140 Modelos de organización 143 Organización lineal143 Organización funcional145 Organización mixta, línea-staff o consultiva 146 Organización matricial149 Modelos de organización contemporáneos150 Departamentalización 153 Representación de la empresa por medio de organigramas 160 Tipos de organigrama160 Capítulo 7. La empresa como sistema............................................................................ 165 Introducción 166 Conceptos básicos de la teoría general de sistemas (tgs) 166 Concepto de sistema167 El sistema empresarial 173 Subsistemas de la empresa 178 Capítulo 8. La empresa como un sistema de valor........................................................ 183 Introducción 184 Concepto de cadena de valor 185 Enfoque de la empresa como cadena de valor 185 Sistema de valor 192 Parte 3. Principales tecnologías aplicadas en la empresa.........................................................................................................195 Capítulo 9. Clasificación de las principales tecnologías aplicadas a la empresa........ 197 Denominación y clasificación 198 1. Por el objeto de aplicación del conocimiento198 2. Por la naturaleza del conocimiento aplicado 199 3. Por la posibilidad de acceder al conocimiento204 4. Por el grado de modernidad 205 5. Por el impacto ambiental 207 6. Por la jerarquía dentro del proceso207 El paquete tecnológico y sus componentes 208 Capítulo 10. Tecnología de producto............................................................................. 211 Introducción 212 Concepto de producto 212 Elementos constitutivos del producto 213 Niveles de producto 215 Clasificación de los bienes 216 Jerarquía de productos 221 Portafolio de productos 222 Decisiones en cuanto al producto desde el punto de vista de marketing 223 La marca225 Ciclo de vida del producto 230 Capítulo 11. Tecnología de mercados............................................................................ 235 Introducción 236 Conceptos básicos sobre el mercado y marketing 236 Tipos de mercado y su clasificación 241 Estudio del mercado 242 Análisis del mercado 246 Segmentación del mercado 255 Estructura organizacional de la empresa para el soporte de la función comercial 258 Estrategias de marketing 260 Los instrumentos del marketing : marketing mix 261 Capítulo 12. Tecnología de proceso............................................................................... 265 Concepto de proceso 266 Proceso de producción 266 Tipos de procesos 268 Configuraciones productivas 271 Diagramas de proceso 274 Capítulo 13. Aspectos técnicos para la puesta en marcha de la empresa.................. 287 Introducción 288 A qué debe responder el estudio técnico 288 Determinación del tamaño del proyecto 289 Localización de la planta 293 Ingeniería del proyecto 297 Parte 4. Los problemas en ingeniería....................................................................301 Capítulo 14. Formulación y solución de problemas en ingeniería.............................. 305 ¿Qué es un problema? 305 Tipos de problemas 306 Características de los problemas de ingeniería 311 Método de diseño para la solución de problemas en ingeniería 314 Capítulo 15. Herramientas para la formulación de problemas................................... 319 Introducción 320 El diagrama de causa-efecto de Ishikawa 320 Diagrama de Pareto 323 Método zopp 328 Árbol de problemas 330 Árbol de objetivos 334 Identificación de alternativas 335 Matriz de marco lógico 338 Bibliografía......................................................................................................................... 347 Índice temático.................................................................................................................. 353 Sobre la autora................................................................................................................... 357 Listado de figuras Figura 1. Resumen cronológico del surgimiento de la ingeniería industrial 40 Figura 2. Principales exponentes de la escuela de la administración científica 48 Figura 3. Funciones básicas de la administración 55 Figura 4. Funciones básicas de la empresa 55 Figura 5. Concepto de competencia 94 Figura 6. Clasificación de las organizaciones 105 Figura 7. Formas de clasificar la empresa 112 Figura 8. Tipos de sociedades en Colombia 122 Figura 9. Despliegue de las funciones del proceso administrativo 135 Figura 10. Principales niveles jerárquicos 139 Figura 11. Estructura de tramo estrecho 140 Figura 12. Estructura de tramo amplio 141 Figura 13. Forma de una estructura lineal 144 Figura 14. Forma de una estructura funcional 145 Figura 15. Forma de una estructura mixta 147 Figura 16. Forma de estructura mixta con comités 148 Figura 17. Forma de una estructura matricial 150 Figura 18. Departamentalización por funciones básicas 154 Figura 19. Tipos de departamentalización por producto 155 Figura 20. Tipo de departamentalización por cliente 156 Figura 21. Departamentalización geográfica 157 Figura 22. Estructura orgánica departamentalizada por funciones y productos158 Figura 23. Estructura orgánica combinada por funciones y áreas geográficas 159 Figura 24. Forma de un organigrama vertical 161 Figura 25. Organigrama orientado al cliente 162 Figura 26. Forma de un organigrama horizontal 162 Figura 27. Organigramas mixtos o combinados 163 Figura 28. Una de las formas de organigrama circular 163 Figura 29. Elementos de un sistema 170 Figura 30. La empresa como sistema abierto, con base en el modelo de Kast y Rosenzweig 175 Figura 31. Diferentes subsistemas de la empresa y su interacción 179 Figura 32. Cadena de valor genérica 186 9 Figura 33. Actividades primarias de la cadena de valor 188 Figura 34. Actividades de soporte o apoyo 189 Figura 35. Seis formas de clasificar las tecnologías 198 Figura 36. Atributos de un producto 214 Figura 37. Niveles de producto 216 Figura 38. Categorías para la clasificación de los bienes 217 Figura 39. Escala de jerarquía de productos 222 Figura 40. Amplitud y profundidad en el portafolio de productos 223 Figura 41. Principales decisiones que se deben tomar sobre un producto 224 Figura 42. Enfoque de la marca 226 Figura 43. Ejemplos de empaque y etiqueta 228 Figura 44. Fases del ciclo de vida de un producto 231 Figura 45. Canales de distribución medio y largo 240 Figura 46. Categorías para la clasificación de mercados 242 Figura 47. Del mercado total al mercado meta 243 Figura 48. Cálculos para un mercado de bienes de consumo 248 Figura 49. Cálculo a través de los porcentajes de gasto de las familias 249 Figura 50. Ejemplo de cálculo del tamaño del mercado 254 Figura 51. Criterios para segmentar un mercado 257 Figura 52. Planeación estratégica de marketing 261 Figura 53. Decisiones en el marketing mix 263 Figura 54. Elementos de un proceso productivo 267 Figura 55. Clasificación de los procesos de fabricación 268 Figura 56. Clasificación de los procesos industriales 270 Figura 57. Configuración del proceso productivo 271 Figura 58. Configuración Job Shop 273 Figura 59. Ejemplo de un ideograma: proceso de fabricación de la cerveza artesanal 275 Figura 60. Ejemplo de un diagrama de precedencia 276 Figura 61. Símbolos cursograma sinóptico 276 Figura 62. Ejemplo de aplicación de cursograma sinóptico para un proceso en una sola línea 277 Figura 63. Cursograma sinóptico con operaciones en paralelo y subensamble 277 Figura 64. Cursograma sinóptico con información sobre elaboración de una mesa 278 10 Figura 65. Ejemplo de cursograma analítico 280 Figura 66. Diagrama de recorrido con base en la fabricación de mermelada de frutas 282 Figura 67. Diagrama de flujo horizontal de proceso por áreas de operación 284 Figura 68. Diagrama de flujo vertical por áreas de gestión. Ejemplo: procedimiento para el pago de un cheque en un banco 285 Figura 69. Preguntas que se deben responder sobre los aspectos técnicos de la empresa 289 Figura 70. Factores determinantes del tamaño del proyecto 291 Figura 71. Factores a considerar en la micro y macro localización de una planta 294 Figura 72. Clasificación de problemas por el grado de conocimiento de la causa y la solución 309 Figura 73. Método sistemático para la formulación de un problema de ingeniería 312 Figura 74. Diagrama de espina de pescado 321 Figura 75. Ejemplo de espina de pescado con las seis «m» en una industria manufacturera 322 Figura 76. Ejemplo de aplicación diagrama de Pareto: tabla de frecuencia de fallas 328 Figura 77. Procesos de la metodología zopp 329 Figura 78. Esquema de un árbol de problemas 331 Figura 79. Esquema árbol de objetivos 335 Figura 80. Ejemplo de árbol de problemas para un problema de calidad en una industria manufacturera 337 Figura 81. Ejemplo de árbol de objetivos para un problema de calidad en una industria manufacturera 338 Figura 82. Fases de un proyecto 339 Figura 83. Principales preguntas que resumen la mml 340 Figura 84. Ejemplo del árbol de objetivos de la matriz de marco lógico 344 11 Listado de tablas Tabla 1. Síntesis relaciones entre ciencia, tecnología y técnica 81 Tabla 2. Características principales de las empresas según su tamaño 114 Tabla 3. Clasificación internacional industrial uniforme. 118 Tabla 4. Resumen de datos y cálculos efectuados para la apertura de un gimnasio en Manizales 251 Tabla 5. Simbología de procesos del cursograma analítico 279 Tabla 6. Simbología utilizada para un diagrama de flujo 283 Tabla 7. Ejemplo de matriz para la localización de la empresa 296 Tabla 8. Factores determinantes para la elaboración de espinas de pescado según sector 322 Tabla 9. Información sobre inconformidades recibidas 326 Tabla 10. Frecuencias absolutas y relativas en forma ordenada 327 Tabla 11. Ejemplos de errores en la formulación del problema central 333 Tabla 12. Estructura de la matriz de marco lógico 342 Tabla 13. Jerarquía de objetivos 343 Tabla 14. Lógica horizontal en la matriz mml 344 Tabla 15. Ejemplo de aplicación de la matriz de marco lógico 345 13 Introducción La ingeniería industrial es una de las profesiones más versátiles, debido a la amplitud en sus campos de acción y a la profundidad de conocimientos que produce sobre la empresa y sus dinámicas. En consecuencia, sus fundamentos deben permitirle al futuro profesional explorar los conceptos teóricos generales para entender, como un todo ar- mónico, el funcionamiento y las relaciones que las empresas tienen con su entorno. Es así como este texto busca proporcionar a los estudiantes conocimientos y herramientas metodológicas que contribuyan a formar su estructura de pensamiento, desarrollar sus capacidades de análisis y síntesis e inducir mejoras en su desempeño en la disciplina y el mundo empresarial. Este texto surge de la experiencia que durante casi treinta años ha tenido el programa de Ingeniería Industrial de la Universidad Nacional de Colom- bia, sede Manizales, específicamente en la asignatura de Fundamentos de Ingeniería Industrial. En la clase se ha tratado con fidelidad la definición de empresa, por medio del abordaje de su conocimiento y gestión, como foco central y objeto de trabajo de la profesión. Como introducción, se presenta una referencia breve a la historia de la ingeniería en el mundo, acompañada de algunas de sus ramas, pero con énfasis en la ingeniería in- dustrial. En consecuencia, se exponen de forma sintética las teorías que, a partir de la Segunda Revolución Industrial, dieron lugar al surgimiento y desarrollo de esta rama en particular. Además, se exploran diferentes definiciones que se han construido sobre la profesión a lo largo de la historia, junto a sus campos de acción y desempeño, funcio- nes principales, competencias requeridas y otros tópicos concernientes a su ejercicio profesional. Para abordar los objetos de estudio y trabajo de la ingeniería industrial, el texto con- ceptualiza a la empresa desde los enfoques estructuralista y sistémico, que enmarcan la discusión de los fundamentos de la labor profesional de esta rama de la ingeniería. Los enfoques permiten dimensionar el papel del ingeniero industrial desde uno de sus roles fundamentales: ser articulador de tecnologías. Además, se presentan las metodologías 15 para identificar, formular y tratar problemas, pues no puede concebirse ninguna de las ramas de la ingeniería sin estas competencias que hacen parte de su naturaleza. Por lo anterior, el texto adquiere un carácter multidisciplinar, ya que sus temáticas pueden servir como base para cursos de introducción a la ingeniería o a la administración de empresas, así como a cursos de teoría administrativa. Por la diversidad de los temas tratados y del origen del texto, es decir la experiencia de un curso relacionado, la na- turaleza de este libro es el de una recopilación de conceptos, herramientas y enfoques provenientes de varias obras, autores y documentos de diversa índole, que sirven como soporte para una construcción original por su estructura y organización. Al respec- to, cabe aclarar que, en el proceso de edición para reducir cualquier oportunidad de monotonía o redundancias en la lectura, se decidió suprimir en el pie de las figuras la anotación «elaboración propia». Solo se informará la fuente en los casos en los que hayan sido realizadas o adaptadas con base a otros autores. El texto está constituido por quince capítulos, organizados en cuatro partes. Los primeros cinco capítulos abordan la historia de la ingeniería y la ingeniería industrial, así como conceptos básicos sobre la naturaleza del conocimiento en el cual se basa el ejercicio de esta profesión. La segunda parte está conformada por tres capítulos que presentan distintas visiones sobre la naturaleza, clasificación y dinámicas de la empresa, desde las perspectivas sistémica y estructural. En la tercera parte se presenta una clasificación de las tecnologías; la revisión y presentación de las tecnologías de producto, mercado y proceso; y la exposición de los aspectos técnicos de la empresa. La cuarta y última parte está dedicada a la explicación de algunas herramientas para la formulación, análisis y solución de problemas. 16 Parte 1. Introducción a la ingeniería industrial 17 Capítulo 1. Concepto y evolución histórica de la ingeniería 19 fundamentos de ingeniería industrial Etimología de la palabra ingeniería La palabra ingeniería ha tenido diferentes significados a lo largo de la historia. En una corta búsqueda sobre su origen se encontró que procede del latín ingenium, que se refiere al carácter innato, al «talento». También, en el lenguaje militar, era utilizada para referirse a máquinas o artefactos mecánicos producto del ingenio humano. En la lengua inglesa fue empleada para referirse al diseño u operación de máquinas, por su relación con el vocablo engine, que significa motor o máquina. También, aparece en varios escritos la palabra ingénieur, de origen francés, para referirse a la ingeniería. De acuerdo con Picón, D., citado en Rodríguez y Vélez, durante la Edad Media, cuando empezó a reconocerse el oficio de ingeniero, se utilizó el vocablo ingenium para denotar que el «ingeniero es aquella persona que dispone de engin, la inteligencia inventiva. La que se ejerce sobre la invención práctica, que se traduce en máquinas e instrumentos de guerra» (2014, p. 1). Ya en el siglo xviii, las diferentes definiciones hacían referencia a la ingeniería como la capacidad de los ejecutantes para inventar. Por su parte, el idioma español recogió muchos años después la palabra latina ingenium, de la cual se derivan los sustantivos ingenio e ingeniero, y el adjetivo ingenioso. Evolución del concepto de ingeniería La historia de la ingeniería ha estado ligada estrechamente al desarrollo de la humanidad en todo lo concerniente a la transformación material del mundo y a todos los grandes eventos que han permitido el progreso. Además, los estudiosos del tema coinciden en afirmar que la ingeniería se remonta a los albores de los seres humanos quienes, en su afán de cubrir sus necesidades cotidianas y solucionar las dificultades y retos perma- nentes para su supervivencia, utilizaron toda su capacidad e ingenio para conseguir sus alimentos y vestidos, y protegerse de las inclemencias del tiempo. Estos procesos provocaron actividades que podrían relacionarse como propias de la ingeniería de ese tiempo, tales como: el descubrimiento del fuego, la invención de herramientas, la fabricación de armas, el trazo de caminos e, incluso, la construcción de obras técnicas. Valencia-Giraldo (2000) ubica el origen de la ingeniería en la revolución agrícola que se dio entre los años 8000 y 3000 a. C., que marcó el asentamiento del ser humano y el 20 concepto y evolución histórica de la ingeniería surgimiento de las ciudades. A partir de ese momento, evolucionó para satisfacer los requerimientos de bienes y servicios dado el aumento de la población, lo cual exigía que los conocimientos desarrollados se ordenaran, preservaran y ejercieran sistemáticamente, dando lugar a su nacimiento como oficio y posteriormente como profesión. Después del año 3000 a. C., la actividad de la ingeniería, mezclada con la arquitectura, empezó a destacarse, pues de las modestas viviendas se pasó a grandes estructuras como palacios para príncipes, templos y otras obras monumentales como las pirámides, que exigieron técnicas y conocimientos más avanzados para su construcción. Siguiendo a Valencia-Giraldo (2010), solo a finales del siglo viii y principios del ix, el término ingeniator empezó a ser utilizado para referirse a las personas dedicadas a la construcción de obras públicas y máquinas de carácter militar. Posteriormente, en la alta Edad Media, entre los años 1150 y 1200, se utilizó por primera vez el título de ingegniere para expertos en proyectos de irrigación y construcciones. Fue solo durante el Renacimiento que el término ingegniere comenzó a ser aceptado ampliamente, y en el siglo xv empezó a definirse la profesión de ingeniero, pero sin mucha claridad ni distinción con el quehacer de un arquitecto. De hecho, tanto en Grecia como en Egipto se utilizaba la palabra architecton para referirse a ambas profesiones. Definiciones de ingeniería La concepción más moderna de la ingeniería se reconoció a partir de la Revolución Industrial, y es atribuida al científico e inventor norteamericano Benjamín Thompson, conocido como el conde Rumford, quien la definió en 1799 como «la aplicación de la ciencia a los propósitos comunes de la vida». Según Shelton Kirby (1990), citado por Valencia-Giraldo, el arquitecto británico Thomas Tredgold, quien fuera el presidente de una institución que agremiaba a los ingenieros civiles de Londres, propuso en 1828 una definición propia muy aceptada en su momento. A partir de la definición de Thompson, Tredgold señaló que la ingeniería es «el arte de dirigir los grandes recursos de energía de la naturaleza para uso y conveniencia del hombre» (2000, p. 121). A partir de la evo- lución de la profesión, en el mundo aparecieron múltiples definiciones y conceptos cada vez más complejos, en los cuales poco a poco se incorporaron los diferentes elementos que actualmente definen a la ingeniería. Tras una revisión sobre el tema, sobresalen dos definiciones aceptadas ampliamente, que fueron aportadas en 1941 por el Consejo de Ingenieros para el Desarrollo Profesional (ecpd) en Estados Unidos y reformuladas años más tarde por el mismo organismo, hoy 21 fundamentos de ingeniería industrial denominado Accreditation Board for Engineering and Technology (abet). Las defi- niciones son citadas por Andrés Mejía, quien señala que la ingeniería se define como: La aplicación creativa de principios científicos para diseñar o desarrollar estructuras, má- quinas, aparatos, procesos de manufactura, o trabajos, utilizándolos individualmente o en combinación; o para construir u operar los mismos con conocimiento pleno de su diseño; o para predecir su comportamiento bajo condiciones específicas de funcionamiento; todo esto en cuanto a su función pretendida, la economía de la operación y la seguridad para la vida y la propiedad. […] Ingeniería es la profesión en la cual el conocimiento de las ciencias naturales y mate- máticas, obtenido mediante el estudio, la experiencia y la práctica, es aplicado junto con el juicio para desarrollar formas de utilizar, de forma económica, los materiales y las fuerzas de la naturaleza para el beneficio de la humanidad (2009, p. 2) Gabriel Poveda Ramos, ingeniero e historiador colombiano, la define como: Conjunto de conocimientos teóricos, de conocimientos empíricos y de prácticas que se aplican profesionalmente para disponer de las fuerzas y de los recursos naturales, y de los objetos, los materiales y los sistemas hechos por el hombre para diseñar, construir, operar equipos, instalaciones, bienes y servicios con fines económicos, dentro de un contexto social dado, y exigiendo un nivel de capacitación científica y técnica ad hoc —particularmente en física, ciencias naturales y economía—, especial y notoriamente superior al del común de los ciudadanos (Poveda, 1993, p. 13) caracteristicas de la ingenieria En las diferentes definiciones consolidadas a lo largo del tiempo aparecen varios ele- mentos centrales que precisan el concepto de ingeniería como una profesión que: Está constituida por un cuerpo especializado de conocimientos y prácticas, fun- damentada en disciplinas como: matemáticas, física, química, biología, economía, entre otras. Además, se sustenta en el saber profesional decantado de la práctica profesional y sus tradiciones, así como en otras disciplinas y profesiones que la complementan. Aplica conocimientos derivados de las ciencias naturales, sociales y exactas, y de los saberes tecnológicos, del arte, la técnica y la experiencia. Para el ingeniero no 22 concepto y evolución histórica de la ingeniería basta tener amplios conocimientos provenientes de diferentes fuentes, porque su razón de ser es la aplicación de los conocimientos en algo útil. Orienta su práctica a resolver problemas que satisfacen las necesidades del ser humano y su entorno, a partir de productos que resultan de la actividad de diseño, bien sea como artefactos, procesos o sistemas. Tiene como finalidad facilitar el bienestar del ser humano y su entorno a través de su ingenio, creaciones y mejoras constantes de lo existente. Aproximación histórica a la ingeniería La historia de la ingeniería ha sido objeto de múltiples y profundos estudios, y relatada por autores de todas las épocas e idiomas. Por tanto, el presente texto solo pretende presentar una breve síntesis, basada principalmente en escritores reconocidos, que permita entender la evolución y aportes más significativos de la profesión a lo largo del tiempo. La historia de la ingeniería ha estado estrechamente asociada a los grandes eventos de la humanidad y ha jugado un papel clave en la creación de numerosas obras que reflejan el avance técnico de cada época. Así lo plantea Valencia-Giraldo (2010), quien propone una división arbitraria de la historia de la ingeniería en cuatro etapas: desde la antigüedad hasta 1750, desde 1750 hasta 1850, desde 1850 hasta 1950 y desde la II Guerra Mundial hasta la actualidad. Esta separación ha servido como referencia en el presente texto para destacar los principales hechos que marcaron el desarrollo de la ingeniería. Primera época La primera época en la historia de la ingeniería comprende el periodo entre la Anti- güedad y 1750. A su vez, se subdivide en cuatro periodos: Desde la prehistoria hasta el 3000 a. C. La Edad Antigua, entre el 3000 a. C. y el siglo v. La Edad Media, del siglo v al xv. El Renacimiento, que determinó el inicio de la segunda época. 23 fundamentos de ingeniería industrial De la prehistoria al 3000 a. C. Algunos historiadores consideran que los inicios de la ingeniería primitiva se remontan alrededor del año 8000 a. C., con la revolución agrícola, cuando algunas comunidades abandonaron su vida nómada para establecerse en un lugar fijo. La consolidación de asentamientos generó las necesidades de construir viviendas congregadas en pobla- ciones más numerosas y muros protectores, desarrollar métodos de siembra y de cría de animales en sitios apropiados, trazar canales de irrigación y fabricar armas de pro- tección, consideradas verdaderas innovaciones tecnológicas. En este periodo también se desarrollaron métodos para generar fuego, la fusión de materiales para la produc- ción de armas y herramientas, la rueda y los primeros símbolos que dieron lugar a la comunicación escrita. De igual manera, la nueva forma de vida sedentaria trajo consigo la necesidad de varios objetos destinados a labores como cocina, labranza, caza y pesca, fabricados a partir de técnicas más sofisticadas. Posteriormente, apareció la cerámica en Mesopotamia, alrededor del 6500 a. C., junto a los primeros materiales modificados artificialmente mediante la alfarería. Los poblados del Neolítico crecieron y con ellos aparecieron las primeras ciudades en Oriente Medio y el Mediterráneo, así como los primeros Estados e imperios: Babilonia, Egipto, Grecia y Roma. También, se construyó la primera presa en Egipto (4000 a. C.), con el propósito de desviar el cauce del río Nilo y ampliar el terreno a la ciudad de Menfis. Además, en la antigua Mesopotamia, hacia el 3500 a. C., apareció una de las primeras ruedas. La Edad Antigua (3000 a. C. - siglo v) Después de la revolución agrícola el evento más importante para la humanidad fue el invento de la escritura cuneiforme (aproximadamente en el 3000 a. C.) y con esta la aparición de nuevos materiales como el papel, el papiro o el pergamino. Imhotep (2690-2610 a. C.), de origen egipcio, es reconocido por los historiadores como el primer ingeniero de la historia, pues fue quien introdujo la piedra natural en las construcciones. Los mayores aportes de la ingeniería se dieron en el campo de las estructuras con la construcción de grandes obras, entre las que destacan los canales, acueductos y obras de riego, además de otras que se construyeron tras la aparición de las ciudades y el desarrollo de la agricultura. Tal es el caso de puentes, vías de comunicación, etc. En esa 24 concepto y evolución histórica de la ingeniería época se registró la construcción de las pirámides de Egipto, consideradas como unas de las obras más grandiosas de todos los tiempos. Así mismo, fueron construidos los Jardines Colgantes de Babilonia, en los cuales predominó el uso de métodos empíricos, pero apoyados por la aritmética, la geometría y algunos conocimientos de la física. A partir de obras como las anteriores, surgieron las prácticas de la ingeniería civil, con sus aplicaciones hidráulicas, sanitarias, viales, etc.; y la ingeniería militar, con la cons- trucción de obras para defender las zonas donde estaban las ciudades y los cultivos. En el mismo periodo destacaron otras obras monumentales de gran importancia para la humanidad, desarrolladas por las culturas egipcia, mesopotámica, oriental, griega y romana, en las que resaltaron en su construcción el uso de conocimientos y técnicas propias de la arquitectura y la ingeniería. Dentro de estas destacan: Egipto: las construcciones egipcias están entre las más grandes concebidas y cons- truidas por la humanidad. Los egipcios comenzaron a contener las aguas del río Nilo con diques y canales, y construyeron la primera presa de la que se tiene conocimiento: Sadd el-Kafara, que data del año 2770 a. C. Del año 3100 a. C. sobresale el muro de la ciudad de Menfis. Además, destacan las pirámides de Egipto, construidas alrededor del año 2500 a. C. Entre las anteriores se encuentran las erigidas por los tres reyes: Keops, Kefren y Micerinos. La pirámide de Keops todavía perdura y es conocida como la Gran Pirámide de Guiza, una de las siete maravillas del mundo antiguo. Mesopotamia: en la que es conocida como una de las cunas de la civilización, de acuerdo con los historiadores, apareció por primera vez la rueda en su forma más simple hacia el año 3500 a. C. También surgieron otras máquinas simples como el plano inclinado y la palanca, y se construyeron grandes presas, canales y edificios que, posteriormente, se erigieron como las primeras ciudades-Estado. Roma: según Valencia-Giraldo (2000, p. 124), los romanos fueron los mejores inge- nieros de la humanidad, porque, pese a haber apropiado conocimientos de los países conquistados, lograron ser superiores en la aplicación de las técnicas, principalmente en los puentes que utilizaron, en acueductos y vías de Europa y Asia. Tal es el caso de la Vía Apia, cuya construcción data del año 312 a. C. También desarrollaron valiosas contribuciones en el campo de la ingeniería militar y en obras para permitir la nave- gación, como puertos y bahías. 25 fundamentos de ingeniería industrial Grecia: sobresalió años después, en el 700 a. C., y cobró importancia entre el 500 y 400 a. C. La historia de la física y la ciencia en general empezó a partir de los griegos, quie- nes además hicieron grandes aportes en el arte, la filosofía, la literatura y la política, en lo que se conoció como la Edad de Oro de Grecia. Entre las obras más sobresalientes está el Partenón de Acrópolis, que data del año 440 a. C. La obra fue contratada por Pericles, líder de Atenas, a arquitectos que usaron hierro forjado como refuerzo en la construcción, lo que se constituyó como un aporte significativo a la ingeniería que, en adelante, siguió usando el metal como material indispensable en la estructura de las edificaciones. En Grecia, durante esa época, aparecieron dos personajes, Aristóteles y Arquímedes, que realizaron valiosos avances científicos en campos como las matemáticas y la física, y cuyos conocimientos han sido esenciales para la ingeniería de todos los tiempos. Por ejemplo, Aristóteles (384-322 a. C.), además de sus aportes filosóficos de gran valor para la humanidad, fue reconocido por la historia como el físico más sobresaliente de ese periodo. Sus primeras obras, que abordaron los principales conceptos y categorías de la ciencia, como espacio, tiempo, materia y movimiento, fueron el cimiento de la ciencia durante cientos de años. Aristóteles fue quien dio origen a la palabra física y es considerado como el fundador de la mecánica. Arquímedes (siglo iii a. C.) fue una figura muy importante en Grecia por sus descu- brimientos en física y en el campo de las matemáticas, y se le reconoce como uno de los matemáticos más notables de todos los tiempos, por sus estudios de geometría. También fue constructor de barcos y astrónomo. Algunos de sus aportes a la física, que son utilizados ampliamente en ingeniería, son: la ley de la hidrostática, el tratado sobre el equilibrio de las superficies en mecánica, la ley de la palanca y la polea compuesta. Además, el tornillo sin fin, que permite elevar el agua de nivel, es actualmente conocido como el tornillo de Arquímedes. Por su parte, los chinos construyeron grandes diques y murallas que aún existen. En el 238 a. C., decidieron unir varios tramos de murallas construidos a lo largo de los siglos, para consolidar lo que hoy es la Gran Muralla China, cuya longitud en ese momento superaba los 5000 Km. Durante varios siglos fue extendiéndose y, después de su reconstrucción y reestructuración en 1449 por parte de la dinastía Ming, llegó a una extensión de 8000 Km, lo que la convierte en una de las obras más importantes 26 concepto y evolución histórica de la ingeniería para la humanidad. Otros de los grandes aportes de la cultura china son el papel, cuya invención se registra en el año 105, y la brújula, inventada en el 1200. La Edad Media Los pensadores europeos del siglo xix dividieron la historia en periodos denominados edades, para lo que seleccionaron acontecimientos históricos relevantes que marcaran el principio y fin de cada una. En este orden de ideas, identificaron a la Edad Media como el período comprendido entre los siglos v y xv, enmarcada por hechos trascendentales como la caída del Imperio Romano (476) y el inicio del Renacimiento. A su vez, por ser un periodo prolongado y de múltiples aportes en el arte, la literatura, la filosofía y la técnica, la Edad Media fue dividida en dos períodos: la Antigua o Alta Edad Media, destacada por el fin del mundo romano entre los siglos v y x, y la Baja Edad Media (que significa reciente) entre los siglos xi a xv. La Alta Edad Media comprende el periodo entre el 600 y el 1000, y ha sido denominada como el Oscurantismo por algunos his- toriadores, quienes la consideraron una época de grandes retrocesos en los campos de la ciencia, el arte y la tecnología, hasta el punto que en ese periodo dejaron de existir como profesiones la ingeniería y la arquitectura en Europa. Si bien el desarrollo de la ingeniería en este periodo fue limitado, Valencia-Giraldo señala que en Europa se construyeron «vías, puentes, canales, túneles, diques, puertos, muelles y máquinas con grandes conocimientos que todavía sorprenden a la humanidad» (2000, p. 125). Además, a finales del siglo viii y principios del ix se usó por primera vez la palabra ingeniero, derivada del término ingeniator, cuando se empezó a dar va- lor a la práctica, integrándola al saber teórico y aplicándola fundamentalmente en las grandes construcciones públicas y al desarrollo de máquinas para la actividad militar. En la Baja Edad Media (siglos xi y xii) hubo un auge en las construcciones públicas y privadas, con avances importantes en la ingeniería, que incluyeron el perfecciona- miento del arco de medio punto y la introducción del arco de ojiva. Técnicas como las anteriores permitieron la construcción de grandes obras como catedrales góticas en Europa, mezquitas islámicas, majestuosos castillos y la ciudad amurallada en España. De otra parte y como argumento para desestimar «el oscurantismo» de la Edad Media, a finales de la Edad Media y principios del Renacimiento se produjeron inventos con 27 fundamentos de ingeniería industrial gran impacto en el desarrollo de la humanidad. Tal es el caso de la imprenta, desarrollada y perfeccionada por Gutenberg en 1450, y que junto al papel permitió la difusión del conocimiento en forma escrita. Otro invento a destacar de la época fue el reloj mecánico de contrapeso en 1300, que permitió unificar la medición del tiempo. El Renacimiento (1500 – 1750) El Renacimiento corresponde al periodo de transición entre la Edad Media y la Edad Moderna, (siglos xv y xvi). Fue denominado así por historiadores europeos para hacer alusión al contraste con el «oscurantismo», pues hubo nuevas formas de ver el mundo y nuevos enfoques en el arte, la política, la literatura, la filosofía y las ciencias. En este periodo se produjeron desarrollos técnicos y científicos significativos; en las artes sur- gieron personajes tan importantes como Miguel Ángel, Leonardo da Vinci y Rafael; la arquitectura se consolidó como profesión, diferenciándose de los maestros de obra del medioevo; y se dieron innovaciones relevantes, tanto en los materiales utilizados como en las técnicas de construcción. Por su parte, la ingeniería empezó a ser aceptada como profesión independiente de la arquitectura, y hacia 1540 apareció la denominación de ingegniere para aquellas personas que realizaban construcciones. Sin embargo, hasta el siglo xv fue común el uso indistinto de los términos architecto e ingegniere, lo que demuestra que aún no era clara la distinción entre ambas profesiones. Segunda época Revolución Industrial (1750-1850) La Revolución Industrial surgió en Reino Unido en el último cuarto del siglo xix y, posteriormente, se expandió a países como Estados Unidos y Japón. La revolución fue impulsada fundamentalmente por el desarrollo y uso de nuevas máquinas orientadas a la industria, y por los logros alcanzados en materia de transporte y comunicaciones. Gracias a estos adelantos, la sociedad pasó de una economía agrícola y comercial a una economía industrializada. 28 concepto y evolución histórica de la ingeniería Se destacan dos etapas en la Revolución Industrial. La primera etapa fue reconocida por los avances significativos en la agricultura y otros componentes de la sociedad, gracias a factores como: nuevas técnicas de cultivo e irrigación, transformaciones demográfi- cas con crecimientos altos de la población, adelantos destacados en el transporte con el ferrocarril y la navegación a vapor que dio un gran impulso al comercio, y, quizá el más importante, la aparición de la máquina de vapor, desarrollada por James Watt, que marcó el cambio de época y los inicios de la industrialización propiamente dicha. La segunda etapa, conocida como la Segunda Revolución Industrial, surgió a partir de 1850 con la consolidación de la industria y el desarrollo del maquinismo. La primera Revolución Industrial fue antecedida por diversos descubrimientos científicos y tecnológicos, entre los cuales se cuentan los aportes realizados por Galileo, Newton, Thompson, entre otros, que posibilitaron la creación de la primera bomba de aire en 1698 por Thomas Savery (1650-1715). La bomba de aire sentó las bases del motor de vapor, a partir del cual Thomas Newcomen desarrolló en 1705 la primera máquina de vapor funcional, aunque con problemas por su lentitud y eficiencia. Solo setenta años después, en 1774, apareció la máquina de vapor, rediseñada y perfeccionada por James Watt (1736-1819). Antes de la máquina de vapor los procesos en las fábricas eran esencialmente artesa- nales, porque dependían de la habilidad manual de los trabajadores, quienes utilizaban herramientas e instrumentos básicos para la fabricación de diversos tipos de bienes. Sin embargo, alrededor de 1769 se empezaron a mecanizar procesos en algunas fábricas, con máquinas como la hiladora mecánica de rodillos inventada por Richard Arkwright (1732-1792). Arkwright también puso en marcha la producción en serie, perfeccionada más adelante por Henry Ford, que se constituyó como un aporte pionero de lo que más tarde se conocería como la ingeniería industrial. Paulatinamente, la incorporación de la máquina de vapor en los procesos de producción hizo que los talleres artesanales fueran reemplazados por las denominadas factorías (fábricas), en las que se concentró gran cantidad de obreros y máquinas. Gracias a las grandes innovaciones tecnológicas, principalmente en las industrias textil y siderúrgica, las máquinas permitieron la producción masiva y en serie para responder a la gran demanda de la época, lo que finalmente convergería en el nacimiento del maquinismo. 29 fundamentos de ingeniería industrial Crouzet (1969) señaló que algunas de las transformaciones más relevantes de la Revo- lución Industrial fueron: La aplicación de la ciencia y tecnología, que permitió el invento de máquinas que mejoraban los procesos productivos. La despersonalización de las relaciones de trabajo, donde se pasó del taller familiar a la fábrica. El uso de nuevas fuentes energéticas como el carbón y el vapor. La revolución en el transporte con ferrocarriles y barcos de vapor. El surgimiento del proletariado urbano. Por su parte, las actividades realizadas desde la ingeniería generaron gran impacto en el desarrollo tecnológico de la humanidad, lo cual creó la importancia de formar per- sonas en esta área del conocimiento en escuelas e institutos. El primer paso fue dado por Napoleón en 1795, quien autorizó la creación de la Escuela Politécnica de París, considerada como la primera escuela de ingeniería en el mundo, y que fue seguida como modelo de formación en otros países. A partir de ese momento se oficializó la exigencia de una formación científica y técnica para la práctica de esta disciplina. Después, se crearon las escuelas técnicas superiores de Praga (1806) y Viena (1815), y en 1824 se fundó la primera escuela de ingeniería en Estados Unidos: The Rensselaer Polytechnic Institute. En ese periodo la ingeniería civil y militar eran consideradas como una sola profesión, y solo en el siglo xviii se empezaron a diferenciar los trabajos de ingeniería orientados a todo tipo de construcciones y obras físicas, distinguiendolos de los trabajos con fines militares, a partir de lo que se denominó como ingeniería civil o de caminos. 30 concepto y evolución histórica de la ingeniería Tercera época Segunda mitad del siglo xix y primera mitad del siglo xx (1850-1950) Segunda Revolución Industrial A mediados del siglo xix y a principios del siglo xx (1850-1914), surgió la que fue deno- minada por los historiadores como la Segunda Revolución Industrial. Esta segunda etapa de los avances industriales estuvo determinada por adelantos como: transformaciones de carácter técnico y tecnológico; nuevas fuentes de energía como la electricidad y el gas; uso de materiales como acero, petróleo, aluminio, zinc, entre otros; nuevos sistemas de transporte como el automóvil y el avión; así como nuevas máquinas para la industria. Varios autores de la época hicieron referencia a los avances técnicos y transformacio- nes sociales, económicas y políticas que ocurrieron después de la primera revolución industrial, y que provocaron la segunda. Dentro de estos se destacan: El uso de la electricidad y el petróleo como fuentes de energía que fortalecieron la dinámica industrial, especialmente en la industria química. La consolidación del sistema económico capitalista. La introducción de nuevas formas de organización empresarial. Por ejemplo, el taylorismo. La expansión del comercio internacional. La introducción de inventos importantes como: la máquina de escribir, la cámara fotográfica, la dinamita, el teléfono eléctrico, la bombilla eléctrica, el automóvil, la radio, entre otros. Estos inventos han sido esenciales para la humanidad y se con- virtieron en las bases para gran parte de los desarrollos tecnológicos posteriores. Por su parte, el uso de nuevos materiales y fuentes de energía, y el desarrollo de maqui- naria, crearon la necesidad de la especialización en diferentes actividades realizadas por 31 fundamentos de ingeniería industrial la ingeniería, con lo cual surgieron diferentes ramas de esta profesión que hasta 1880 solo reconocía a las ingenierías civil y militar. A partir de 1884, se crearon las asociaciones de ingenieros mecánicos, electricistas y químicos, y en 1948 se fundó el American Insti- tute of Industrial Engineers. Otras ramas de la ingenería, con sus respectivos hitos, son: Ingeniería mecánica. A partir de la puesta en funcionamiento de la máquina de vapor, se desarrollaron nuevas máquinas e instrumentos dedicados a la industria y a la na- vegación, además de la fabricación de instrumentos de medición que exigían conoci- mientos más especializados, dando lugar al reconocimiento de la ingeniería mecánica como profesión. Ingeniería eléctrica. Los descubrimientos de Michael Faraday (1791-1878) provocaron la emergencia de la industria a la industria de generación eléctrica actual, e influyeron en la aparición de los primeros motores eléctricos desarrollados por Joseph Henry (1797-1878), así como en el alumbrado eléctrico de Thomas Edison en 1879. Lo ante- rior, dio origen a la profesionalización de la ingeniería eléctrica, que era considerada parte de la ingeniería mecánica. Ingeniería química. Al igual que la ingeniería eléctrica, inicialmente era considerada como parte de las prácticas de la ingeniería mecánica. Solo hasta finales del siglo xix (1880), se le reconoció como un conocimiento diferenciado y en 1887 se estableció como profesión por primera vez en la Universidad de Manchester, en el Reino Unido. Ingeniería industrial. La dinamización de otros sectores de la producción (químico, si- derúrgico, transporte y comunicaciones), el avance de la industrialización, la producción masiva, el desarrollo de diversas maquinarias, los cambios acaecidos en la denominada Segunda Revolución Industrial y el gran crecimiento industrial, provocaron nuevas formas de organización empresarial. Las nuevas prácticas dieron lugar al nacimiento de corrientes que propendieron por mejorar los procesos y la productividad, gracias a lo cual surgió una nueva rama que con el tiempo se denominó como ingeniería industrial. Los aportes de Richard Arkwright con la implementación de la producción en serie, y la publicación de Economía de maquinaria y Manufactura por Charles Babbage en 1832, donde abordó la productividad, y Frederick W. Taylor en 1911, con su obra Prin- cipios de la administración científica, sentaron las bases de la ingeniería industrial. Sin 32 concepto y evolución histórica de la ingeniería embargo, solo en 1908, el Instituto Estadounidense de Ingenieros Industriales decidió impartir oficialmente la carrera en la Universidad Estatal de Pennsylvania, seguida por otras universidades en Estados Unidos. Cuarta época Desde 1950 hasta nuestros días Los numerosos desarrollos científicos y tecnológicos que se dieron después de la Segun- da Guerra Mundial, a mediados del siglo xx, hasta la actualidad, han significado saltos importantes para la ciencia y la tecnología. Los avances han sido de tal magnitud que han dado lugar a que se consideren dos nuevas revoluciones industriales: la tercera o de la microelectrónica, y la cuarta o de la cibernética. La aparición de los computadores, cuyos principios de construcción se dieron a finales del siglo xix y que se generaliza- ron gracias a la invención del transistor en la segunda mitad del siglo xx, impactó a inventos de la 3 y los distintos campos de la actividad humana. Además, han existido otros desarrollos 4 rev significativos para la humanidad, como la energía nuclear, las telecomunicaciones, la industrial conquista del espacio, la microelectrónica, las ciencias de la informática, la robótica, el uso de nuevos materiales, la biotecnología, el teléfono móvil, entre otros. Los avances técnicos y tecnológicos de este periodo han provocado una avalancha de nuevos conocimientos en el campo de la ingeniería, que impulsaron otras ramas y campos de esta profesión. Tal es el caso de las ingenierías de sistemas y aeronáutica, así como de la bioingeniería. Por lo anterior, han aumentado de manera significativa el número de escuelas y universidades dedicadas a la formación de profesionales en las diversas ramas de la ingeniería. La ingeniería en Colombia El ejercicio de la ingeniería en Colombia se fortaleció a finales del siglo xix como respues- ta a la necesidad de incorporar las tecnologías que provenían del mundo desarrollado. Obras como la construcción de las líneas férreas del país demandaban la preparación 33 fundamentos de ingeniería industrial de profesionales con nuevos conocimientos, por lo cual se abrió paso a la creación de institutos tecnológicos y, posteriormente, a las primeras escuelas para la formación de ingenieros en sus diversas ramas. La expansión de este fenómeno educativo se ha dado de manera acelerada desde mediados del siglo xx hasta hoy. Las actividades propias de la ingeniería en Colombia, de acuerdo con Valencia-Giraldo (2000, p. 129), datan del siglo xvi. A partir de múltiples avances técnicos de la época, las obras de construcción transformaron el espacio físico de las ciudades e implicaron procesos de búsqueda, experimentación y acumulación de conocimientos tecnológicos. Este fenómeno trajo como resultado procedimientos sistemáticos en las construcciones, en el manejo de los materiales y de la metalurgia, en la transformación del paisaje, etc., que se han reconocido como evidencia de la ingeniería prehispánica. Sin embargo, la ingeniería como profesión surgió solo a partir de la segunda mitad del siglo xix y, como anota Gabriel Poveda, «en realidad fue durante la década de 1850 cuando comenzó a formarse entre las clases cultas de Bogotá y Medellín un concepto claro sobre la pro- fesión de la ingeniería como una actividad permanente y de importancia para la elite social e intelectual del país» (2009 p. 36). A partir de los documentos escritos por Poveda (1983), Rodríguez y Vélez (2014), y Valencia (2000), a continuación se presenta un breve resumen de los principales hechos que marcaron la aparición de las universidades en el país. A inicios de la Colonia, ya existían en Colombia algunos colegios que, hacia 1623, impartían títulos académicos. Tales son los casos del Colegio Seminario San Bartolomé, el Colegio de la Compañía de Jesús, que en 1930 pasó a llamarse Pontificia Universidad Javeriana, y el Seminario Mayor de Popayán, que dio origen a la Universidad del Cauca. En los años posteriores a la Colonia, se fundaron nuevos colegios en diversas ciudades de la República, orientados a la enseñanza superior; sin embargo, la ingeniería como profesión, hasta 1800 era prácticamente desconocida. Esta situación cambió después de la fundación en 1814 del Colegio Militar de Ingenieros en Rionegro, Antioquia, y que solo funcionó hasta 1815. Para su dirección fue nombrado el sabio de la expedición botánica Francisco José de Caldas. En 1847, durante el primer gobierno del general Tomás Cipriano de Mosquera, se in- trodujo en Colombia la enseñanza de la ingeniería a partir de la Ley 6 de ese año, con 34 concepto y evolución histórica de la ingeniería la fundación del Colegio Militar de Santa Fe de Bogotá que expedía los títulos de inge- niero militar e ingeniero civil; sin embargo, debido a un golpe de Estado, el colegio solo funcionó hasta 1854. Posteriormente, el Congreso suspendió los títulos profesionales y autorizó el libre ejercicio de todas las profesiones, con lo que dejó al país sin formación de ingenieros. Años más tarde, el 24 de agosto de 1861, el general Tomas Cipriano de Mosquera ordenó abrir de nuevo el Colegio Militar de Ingenieros y la Escuela Poli- técnica, con el fin de formar a los oficiales del Estado Mayor, que respondieran a una necesidad militar, e ingenieros civiles, orientados inicialmente al desarrollo de puertos y caminos, y a la explotación de la minería. Luego, la importancia de esta profesión se consolidó con la construcción de ferrocarriles que permitieron la conexión con los puertos marítimos y el río Magdalena. En 1866, el Congreso autorizó la expedición de diplomas de idoneidad a los ingenie- ros, y el 22 de septiembre de 1867 expidió la Ley 66 con la que se creó la Universidad Nacional de los Estados Unidos de Colombia. En sus orígenes, la Universidad Nacional era integrada por seis escuelas en diferentes campos del conocimiento, de las cuales una era la Escuela de Ingeniería, a la cual fueron transferidos profesores y estudiantes del antiguo Colegio Militar de Ingenieros. En 1870 empezó a operar en firme la Facultad de Ingeniería, orientada al programa de Ingeniería Civil. A partir de ese momento la ingeniería pasó a tener protagonismo en el desarrollo del país gracias a sus aportes en la construcción de grandes carreteras, puentes, ferrocarriles, centrales hidroeléctricas, acueductos, alcantarillados, desarrollos urbanos, avances en industrialización, etc. En 1887 se estableció la Escuela Nacional de Minas como una institución independiente. A lo largo de los años, enfrentó varios cierres debido a problemas económicos. En 1895, se convirtió en parte de la Universidad de Antioquia, pero fue cerrada nuevamente durante la guerra de los 1000 días. Sin embargo, en 1905 fue reabierta y en 1908 se graduaron los primeros ingenieros de minas del país. En 1940, con la expansión de la Universidad Nacional en la ciudad de Medellín, la Escuela Nacional de Minas se incorporó a dicha universidad. Esta escuela tuvo un impacto significativo en la formación de ingenieros del país, ya que fue la primera en ofrecer programas de ingeniería en diversas ramas, como minas, civil, eléctrica, mecánica y química. El segundo programa de ingeniería en crearse fue el de Ingeniería Química en 1938 y, posteriormente, gracias al gran desarrollo de la industria nacional entre 1940 y 1960, 35 fundamentos de ingeniería industrial fue creado en 1958 en la Universidad Industrial de Santander el primer programa de ingeniería industrial de Colombia. Entre 1940 y 1960 se crearon diversos programas en todas las ramas de la ingeniería, en universidades tanto públicas como privadas, en varias ciudades del país. Como lo afirma Poveda Ramos: La ingeniería como enseñanza y como ejercicio se ha expandido en nuestro país al mismo ritmo en que hemos absorbido la tecnología moderna que viene de los grandes centros productores del resto del mundo […]. Nuestra ingeniería ha crecido de una manera gradual pero acelerada, particularmente desde mediados del siglo hasta hoy [...]. La enseñanza de la ingeniería en todas sus ramas y especialidades se ha afanado por atender una creciente demanda cuantitativa de ingenieros. En nuestro país la ingeniería adopta numerosas especialidades y subespecialidades según las áreas del conocimiento que predominan en ella (2009, p. 38) 36 Capítulo 2. Evolución histórica de la ingeniería industrial 37 fundamentos de ingeniería industrial Introducción De acuerdo con diversos estudios, en la antigüedad se desarrollaban actividades rela- cionadas con la práctica de la ingeniería industrial, al igual que en otras ramas de la ingeniería. Por ejemplo, durante la revolución agrícola, alrededor del año 8000 a C., hubo una búsqueda constante de mejores técnicas y métodos para cosechar y aumentar la producción en las actividades del campo. La ingeniería industrial está relacionada con el diseño de procesos y la búsqueda de operaciones más eficientes, de ahí que durante gran parte de su historia las teorías que la sustentan tienen relación con las prácticas productivas de la antigüedad. Sin embargo, solo hasta la Revolución Industrial se re- gistraron los primeros escritos relacionados con la ingeniería industrial, y a finales del siglo xix surgió como disciplina durante la Segunda Revolución Industrial. La aparición de la máquina de vapor permitió reemplazar paulatinamente el trabajo, que hasta el momento era eminentemente artesanal, para dar paso a la producción masiva de bienes, con lo cual inició la época de la denominada industrialización. Lo anterior, obligó a buscar técnicas y métodos para mejorar la operación y eficiencia en las industrias emergentes. Estos problemas a principios del siglo xix eran resueltos por los ingenieros mecánicos, considerados precursores y algunos de ellos pioneros de la ingeniería industrial. 38 evolución histórica de la ingeniería industrial Antecedentes Las diferentes ramas de la de la ingeniería, incluyendo a la ingeniería industrial, se de- sarrollaron a partir de prácticas empíricas, pero gradualmente se sustentaron en bases más científicas. Según Saunders (1991), la ingeniería industrial logró establecerse de manera más científica a partir de 1950 aproximadamente, con la incursión de la ciencia de las operaciones y la tecnología de los computadores, cuyas aplicaciones fueron de gran importancia para esta profesión. A través de la historia se han referenciado innumerables aportes que son las bases para la consolidación de la ingeniería industrial como profesión. Los aportes han tenido dife- rentes enfoques que parten del enfoque clásico que se concentraba en el mejoramiento del trabajo en las nacientes factorías. El enfoque clásico hacía énfasis en los problemas de las plantas, relacionados con la forma de realizar el trabajo por los trabajadores, la mejora de herramientas, la selección de materiales y la búsqueda de mayor eficiencia de las máquinas. Posteriormente, en 1954, surgió el enfoque matemático y de investigación de opera- ciones, a partir del cual se produjo un cambio sustancial al incorporar los modelos matemáticos para resolver problemas administrativos y de producción. Para esa mis- ma época, empezó a considerarse en el campo administrativo y en particular en la ingeniería industrial la importancia del ser humano en todas sus dimensiones, gracias a los aportes de las escuelas de relaciones humanas, la escuela burocrática de la admi- nistración, el desarrollo organizacional, la administración por objetivos de la escuela neoclásica de la administración, entre otras. Los anteriores enfoques, pese a estar más orientados a la administración, también se constituyeron como teorías importantes para la ingeniería industrial. Este libro sintetiza las principales teorías y autores que tuvieron gran influencia en la consolidación de la ingeniería industrial y sentaron las bases para su desarrollo y práctica. Cabe aclarar, que este ejercicio se estructura sin pretender de ninguna manera realizar un desarrollo exhaustivo ni profundo de cada corriente y escuela, porque de esto ya existe bibliografía amplia y variada, tanto en textos como en artículos de revistas, muchos de los cuales han sido retomados en esta publicación. 39 fundamentos de ingeniería industrial Resumen cronológico del surgimiento de la ingeniería industrial Los inicios Antecedentes Precursores Exponentes 1878: Frederick Taylor. Primeros estudios sobre la 1750: La Revolución Industrial. industria del trabajo. 1760: Jean Perronet. 1904: Frank y Lillian Gilbreth. Estudio de tiempos y movimientos. 1769: Richard Arkwright. 1908: Primer curso de ingeniería industrial, Universidad de Pennsylvania. 1774: James Watt y M. Boulton. 1910: Henry Lawrence Gantt. Diagrama de Gantt. 1776: Adam Smith. 1793: Eli Whitney. 1911: Administración científica del trabajo. 1832: Charles Babbage. 1913: Henry Ford. Sistema de producción en línea. 1875: Wilfredo Pareto. 1917: Henry Fayol. Administración general e industrial. Figura 1. Resumen cronológico del surgimiento de la ingeniería industrial Precursores Con el surgimiento del capitalismo en el mundo y la máquina de vapor inició la era de la industrialización. Entre los innumerables hechos que marcaron esa nueva etapa está el tránsito de la transmisión oral de las técnicas empíricas utilizadas en los talleres artesanales, a la formulación escrita que permitió que muchos conocimientos fueran accesibles a las personas. En este contexto, aparecieron empresarios laboriosos que hicie- ron los primeros aportes escritos sobre el estudio y análisis de los procesos productivos y la organización de la empresa, con lo que lograron mejorar los resultados productivos y económicos de las industrias. Estos aportes fueron retomados posteriormente por las escuelas clásicas de la administración, precursoras de la ingeniería industrial. Algunos de los pensadores más influyentes en este proceso fueron: Jean Rodolphe Perronet (1708-1784). Arquitecto francés quien, a través de las diferentes obras arquitectónicas de construcción en las que participó, se dedicó paralelamente al estudio del proceso de fabricación de herramientas e instrumentos para la construcción. En 1760 propuso un método para medir y reducir los tiempos 40 evolución histórica de la ingeniería industrial en la fabricación y obtención de instrumentos. Esta contribución sentó las bases para lo que posteriormente se conoció como el estudio de tiempos en la ingeniería industrial. Richard Arkwright (1732-1792). Inventor inglés, considerado como uno de los precursores de la Revolución Industrial. En 1751 fundó una empresa para la fa- bricación de hilos de algodón, en la que usaban un marco giratorio movido por energía hidráulica (water frame). Esta tecnología fue inventada y patentada por él, y fue reconocida como un avance significativo para el desarrollo tecnológico del sector textil en la segunda mitad del siglo xviii. En 1769, inventó la hiladora continua de anillo. También puso en marcha un sistema para el control adminis- trativo de la producción y escribió el primer reglamento industrial moderno para organizar a los obreros de su fábrica. Adam Smith (1723-1790). Economista escocés, considerado como el padre de la economía por su obra maestra: Investigaciones sobre la naturaleza y causa de la riqueza de las naciones, publicada en 1776. En esta obra expuso el principio de la división del trabajo, aplicado en la ingeniería industrial, a partir de la especializa- ción de tareas. Su teoría fue la base para lograr la eficiencia y productividad en las líneas de ensamble en las grandes factorías de la época y contribuyó a la reducción de costos de producción. Mathew Boulton (1728-1809) y James Watt (1736-1819). Boulton, industrial bri- tánico, fue socio de James Watt, ingeniero escocés. Ambos fueron pioneros de la Revolución Industrial. Se asociaron en 1775 para perfeccionar la primera máquina de vapor, ideada por Thomas Newcomen y desarrollada y patentada por Watt en 1769. En el proceso introdujeron mejoras significativas y diversas aplicaciones, que fueron ideadas y patentadas por Watt. En 1761, Boulton construyó una fábrica, Soho Manufactory, que fue pionera en la introducción de métodos modernos de producción y programas de seguri- dad social para sus trabajadores. En 1774, después de su asociación con Watt, crearon conjuntamente la fábrica Soho Foundry donde produjeron máquinas de vapor. La nueva fábrica fue considerada como un gran avance para su tiempo al tener operarios especializados, productos estandarizados que permitían gran eficiencia en las tareas, menores tiempos de producción y ahorros en el gasto 41 fundamentos de ingeniería industrial de materiales. En 1880 los hijos de ambos, Matthew Robinson (1770-1842) y James Jr. (1769-1848), los sucedieron en el direccionamiento de la compañía. Eli Whitney (1765-1825). Mecánico, inventor y fabricante estadounidense. En 1793, inventó una máquina desmotadora de fibras de algodón que podía producir 25 kilos. Después, desarrolló el concepto de piezas intercambiables estandarizadas para poder instalarlas en diferentes productos. Realizó una contribución impor- tante para la ingeniería industrial: la implementación del sistema de fabricación y la línea de montaje, que fue mejorada posteriormente por Henry Ford. Charles Babbage (1792-1871). Matemático inglés que se convirtió en el precursor de la computadora moderna, con su invención de la primera calculadora mecánica. También se le considera como el referente de la administración científica, pues se dedicó durante gran parte de su vida a estudiar cómo hacer más eficientes las ope- raciones de fabricación. Su libro La Economía de las Máquinas y las Manufacturas, divulgado en 1832, expuso algunos principios innovadores considerados durante varias décadas y que, según su concepto, debían aplicar a las organizaciones para aumentar su productividad. Algunos de estos principios eran: la división del trabajo, la disminución de tiempos muertos para hacer más eficientes las operaciones y la búsqueda de mayor economía en las operaciones a partir de la reducción en el desperdicio de materiales. De igual manera, se le consideró pionero de los estudios de tiempos y movimientos que fueron documentados casi un siglo después por F. Taylor, y en los aportes referidos a la línea de montaje implementada por Ford. Wilfredo Pareto (1848-1923). Además de grandes contribuciones que la han sido reconocidas en los campos de la economía y la sociología, en 1875 implantó el concepto de eficiencia conocido como el Principio de Pareto, que es considerado de gran utilidad en diversas áreas del conocimiento, específicamente en la inge- niería industrial. De acuerdo con Ferrell (1996), los trabajos y los aportes mencionados fueron suma- mente valiosos y sentaron las bases de la ingeniería industrial; sin embargo, pese a los desarrollos alcanzados en las empresas donde fueron aplicados, no se presentó un mo- vimiento generalizado para que fueran adoptados ampliamente por otros industriales. De ahí que la historia únicamente los reconociera como precursores, ya que fue solo hasta finales del siglo xix que se situó el nacimiento de la ingeniería industrial, cuando se produjo un gran impulso, tanto en Estados Unidos como en Europa, orientado a 42 evolución histórica de la ingeniería industrial realizar cambios sobre el desarrollo del trabajo en las fábricas. Las bases empíricas de la ingeniería se atribuyen a la escuela clásica de la administración, en la que destacan las contribuciones de personajes como Frederick Taylor, Henry Fayol, Henry Ford y Max Weber. Por su parte, las bases científicas se adjudican a la escuela cuantitativa de la administración. Tanto las bases empíricas como las científicas se constituyeron como los fundamentos que permitieron el desarrollo y consolidación de la ingeniería industrial. Durante y después de la Segunda Guerra Mundial, se produjeron avances significativos en el estudio de tiempos, la simplificación del trabajo y los procesos enfocados en mejorar la productividad y la calidad. Estos avances, junto con una variedad de herramientas y conocimientos matemáticos, se combinaron con el desarrollo y uso de computadoras. Como resultado, la ingeniería industrial experimentó una expansión rápida y comenzó a incursionar en diversas áreas de organizaciones de todo tipo, enfocándose en el diseño y mejoramiento de sus procesos. Teorías que han contribuido al desarrollo de la ingeniería industrial A continuación, se ofrece una síntesis de los conceptos y aportes fundamentales de las escuelas y autores que son considerados pioneros de la ingeniería industrial, y que, por tanto, han sido referentes teóricos para el desarrollo de la profesión. 1. Escuela Clásica de la Administración Surgió como respuesta a un sinnúmero de problemas relacionados con el crecimiento industrial en el marco de la Revolución Industrial. Se constituyó como el primer intento de sistematización del conocimiento científico-técnico en el período aproximado de 1880 a 1930, cuando un grupo de ingenieros, principalmente mecánicos, realizaron esfuerzos significativos para aplicar y divulgar un cuerpo de ideas organizadas y do- cumentadas, que tomaron como base su experiencia en la operación de los talleres y en la administración de las empresas de la época. El propósito de estos ingenieros era aumentar la eficiencia y la productividad del trabajo industrial. 43 fundamentos de ingeniería industrial Este movimiento estuvo integrado por dos corrientes de pensadores y teóricos, que surgieron en Estados Unidos y en Francia, los cuales son considerados como parte de las escuelas del pensamiento administrativo. En este contexto, el término «escuela de pensamiento» no se refiere al significado clásico de «recinto para la educación», sino en un sentido más amplio y universal, como corriente de pensamiento y fuente de conocimiento. Las corrientes fueron: Primera corriente: denominada teoría de la administración científica, emergió en Estados Unidos y se fundamentó en los trabajos de Frederick W. Taylor, Henry Lawrence Gantt, Harrington Emerson, Henry Ford, entre otros. Segunda Corriente: denominada teoría clásica de la administración, apareció en Francia y también es reconocida como la escuela anatómica o fisiológica. Se sustentó en los trabajos y desarrollos teóricos de Henry Fayol, James D. Mooney, Lyndall F. Urwick, entre otros. Ambas corrientes hacen parte del denominado enfoque clásico o tradicional de la admi- nistración, puesto que, a pesar de tener enfoques diferentes, se concentraron en resolver problemas relacionados con la búsqueda de mayores niveles de productividad. Taylor y sus seguidores se concentraron en el estudio del trabajo para detectar las diferentes prácticas que lo hacían más eficiente y, a partir de estas, lograron mejoras sustanciales que fueron difundidas y aplicadas en las organizaciones. Por su parte, la escuela de Fayol se enfocó en el estudio de la empresa desde el punto de vista de su estructura y funcio- namiento, pero persiguiendo el mismo objetivo de mejorar la productividad a partir de la aplicación de principios generales de administración con bases científicas, por lo cual esta corriente también se incluyó dentro de la escuela clásica de la administración. Según Martínez F., la filosofía de la escuela clásica es: «[…] la eficiencia, en el sentido de disminuir los costos de producción; el aumento permanente de la productividad, el sistema de remuneración por rendimiento, el estudio y diseño de la estructura formal de las organizaciones, la sistematización de las funciones de la gerencia a través de las actividades de planeación y control de resultados» (1999, p. 91). A comienzos del siglo xx, los principios de la teoría clásica de la administración predo- minaron durante más de cuatro décadas y, a pesar del tiempo y el lugar, siguen siendo relevantes y aplicados en principios esenciales de muchas organizaciones modernas. De 44 evolución histórica de la ingeniería industrial hecho, Martínez, trece años después de su primer libro, afirmó que: «Esta teoría con- tinúa vigente y se aplicará en la administración del trabajo humano y de las máquinas en el siglo xxi» (2012, p. 197). Antecedentes históricos de la Escuela Clásica La teoría clásica de la administración surgió durante el período de 1880-1920, conocido como la Segunda Revolución Industrial. Esta teoría fue una respuesta a las condicio- nes del entorno histórico, que generaron la necesidad de encontrar mejores formas de administrar la complejidad de las nacientes fábricas y de aumentar su productividad. Dentro de las condiciones socioeconómicas que impulsaron su aparición, destacan: La alta industrialización y expansión de los mercados, con crecimiento acelerado y desorganizado de las empresas, en las cuales predominaban las prácticas empíricas. La escasez de mano de obra calificada. La demanda creciente de la población ante la explosión demográfica. El predominio de la economía política clásica de Laissez Faire, que significa «dejar hacer, dejar pasar». Fue una política del siglo xviii, orientada limitar la intervención del Estado en la economía, como respuesta a la política mercantilista y proteccionista. El desarrollo tecnológico originado, en gran parte, por la necesidad de atender la ampliación de los mercados internos y externos. La masificación de la producción. La concentración del capital financiero y de producción que imperó en las em- presas monopólicas, y que buscó la maximización de las ganancias y la lucha por conquistar nuevos mercados. El surgimiento de la clase obrera. La situación laboral y sindical que se destacó por el predominio de mano de obra no calificada, desempleo y falta de normas básicas de legislación laboral. 45 fundamentos de ingeniería industrial El crecimiento de las industrias con tamaños y condiciones disímiles, con problemas de bajo rendimiento de las máquinas, altos costos de producción, ineficiencia de la mano de obra, altos desperdicios, etc. Estos factores exigían aumentar la eficiencia y la competencia de las organizaciones. Corriente de la administración científica Como se mencionó anteriormente, la corriente de la administración científica fue in- tegrada por pensadores que se orientaron al estudio científico del trabajo y que fueron considerados como los pioneros de la ingeniería industrial en el mundo, dentro de una concepción eminentemente pragmática. Según Martínez, la administración científica fue «una respuesta al desafío de elevar la productividad mediante la planeación del trabajo, recursos y resultados en las organizaciones industriales en expansión, originando un movimiento universal que lleva más de un siglo» (1999, p. 27). Principios de administración de la escuela científica Los principios de la administración científica sentaron las bases para el surgimiento de la ingeniería industrial. Debido a esto, Taylor, como principal exponente de esta escuela, es reconocido como el padre de la ingeniería industrial. A lo largo del tiempo, otros autores también han realizado contribuciones importantes, lo que ha permitido la evolución y expansión de la disciplina en diversos campos de la actividad humana. La ingenieria industrial sigue buscando nuevos conocimientos y herramientas para el mejoramiento continuo en un ambiente permanente de cambio. Los diferentes princi- pios del campo se resumen en: 1. Principio de planeación: consiste en desarrollar una ciencia del trabajo que re- emplace las prácticas empíricas individuales de los trabajadores, por métodos estandarizados basados en procedimientos previamente establecidos. Además, incluye aspectos como: La selección de herramientas adecuadas y una buena disposición del puesto de trabajo. El cálculo de los costos de producción. 46 evolución histórica de la ingeniería industrial El establecimiento de un sistema para la clasificación de información. El estudio y estandarización de los métodos de producción, los movimientos y los tiempos de cada operación. 2. Principio de preparación: se basa en la selección científica del trabajador y en la implementación de programas de entrenamiento y formación para mejorar su desempeño. 3. Principio de control: consiste en verificar en el trabajo realizado el cumplimiento de las actividades, los tiempos de trabajo, los estándares de calidad y las normas establecidas, según el plan previsto. Para esto, se propuso la supervisión funcional. 4. Principio de ejecución: implica la división equitativa del trabajo y la asignación de responsabilidades entre la dirección de la empresa y los trabajadores, separando las funciones de preparación y ejecución, y asignándolas a personas distintas. Este principio ha dado lugar a la estructura organizacional con tres niveles fundamen- tales de autoridad: directivo, ejecutivo y operativo. 5. Principio de colaboración cordial entre obreros y patronos: se refiere a la imple- mentación de sistemas de remuneración con incentivos para promover mayor productividad, que beneficie tanto al trabajador como al empleador. 6. Principio de supervisión funcional: Taylor consideró la importancia de tener su- pervisores especializados en áreas específicas de trabajo dentro de la planta. Esto permitía que los operarios recibieran instrucciones de personas conocedoras de cada campo, ejerciendo autoridad funcional relativa a su especialidad. Este enfoque condujo al desarrollo de la organización funcional. 47 fundamentos de ingeniería industrial Principales exponentes Teoría de la administración científica Frederick W. Harrington Henry Lawrence Frank y Lilian Taylor Emerson Gantt Gilbreth Henry Ford 1863-1947 1856-1915 (1853-1931) 1861-1919 1868-1961 Figura 2. Principales exponentes de la escuela de la administración científica Frederick Winslow Taylor (1856-1915) Taylor fue un ingeniero norteamericano que ha sido reconocido como el «padre de la ingeniería industrial». Aun cuando en sus trabajos nunca empleó el concepto de ingeniería industrial, sus estudios sí sentaron las bases de la profesión. A partir de su experiencia como obrero en una empresa siderúrgica de Filadelfia, que posteriormente le dio la oportunidad de ser director del taller, pudo observar cuidadosamente cómo trabajaban los obreros que cortaban los metales. Con su experiencia buscó cómo or- ganizar las tareas para hacerlas más eficientes desde el punto de vista de los tiempos, desplazamientos de los operarios en el taller, uso de herramientas y motivación salarial. Años más tarde, Taylor se tituló como ingeniero mecánico y empezó a trabajar como ingeniero jefe en una importante compañía siderúrgica de Pennsylvania, desde 1898 hasta 1901. Durante este tiempo, se convirtió en un reconocido investigador en el campo de la productividad en las empresas, lo cual lo llevó a publicar algunos libros sobre organización científica del trabajo. En 1911, escribió su obra más importante, que contenía los fundamentos de su teoría: The Principies of Scientific Management, traducida al español como Principios de la administración científica. Este trabajo lo consagró como el fundador de la escuela de administración científica. En las primeras etapas de sus estudios, Taylor se enfocó en las técnicas de racionali- zación y simplificación del trabajo, buscando diseñar métodos más rápidos y eficaces para cada operación. Sin embargo, más adelante se dedicó a aplicar sus estudios para 48 evolución histórica de la ingeniería industrial lograr mejoras significativas en la productividad de todo el taller. De acuerdo con varios expertos que han estudiado la obra de Taylor, sus resultados obtenidos se basaron en los siguientes aspectos: Planeación del trabajo y programación de la tarea. Adiestramiento adicional de los trabajadores a través de una selección cuidadosa y un estudio detallado de las destrezas de cada uno. Recorte de la jornada laboral, de diez horas y media a ocho horas y media. Introducción de periodos de descanso dentro de la jornada laboral. Diseño de un sistema moderno para el cálculo y control de costos de producción. Aumento en la eficiencia del sistema de control. Normalización o estandarización de métodos de trabajo, herramientas y máquinas. Frank Gilbreth (1868-1924) Ingeniero dedicado a mejorar la eficiencia del trabajo. Se enfocó en buscar métodos que permitieran eliminar movimientos innecesarios, reducir tiempos y costos de operación, y posteriormente estandarizarlos. Lilian Gilbreth (1878-1922) Psicóloga y esposa de Frank Gilbreth. Propuso descomponer cada operación en mo- vimientos fundamentales con el fin de medir con precisión los tiempos de ejecución de cada tarea o actividad. Para lograrlo, utilizó diecisiete símbolos gráficos, conocidos como therbligs, que representaban diferentes acciones, como coger, colocar, inspeccionar, entre otros. Esta metodología representó un avance significativo en el análisis científico del trabajo y se considera como una de sus contribuciones más importantes. Según Saunders (1991, p. 40), otro gran aporte de Lillian Gilbreth a la ingeniería industrial fue su enfoque como psicóloga. Su contribución se centró en prestar atención a los pro- blemas humanos asociados al trabajo, la interacción entre las personas y su respuesta a las limitaciones ambientales y fisiológicas tanto del trabajo como del lugar de trabajo. 49 fundamentos de ingeniería industrial Trabajo conjunto de Frank Gilbreth y Lillian Gilbreth Los Gilbreth fueron continuadores de la escuela de la administración científica, a partir de sus contribuciones destacadas para mejorar la eficiencia del trabajo. Se enfocaron principalmente en el estudio de tiempos y movimientos, lo que dio origen al concepto de simplificación del trabajo. Además, debido a la formación de Lillian Gilbreth como psicóloga, también trabajaron en la mejora del trabajo humano y el ambiente laboral. Sus investigaciones abordaron aspectos como la fatiga, la monotonía, entre otros, lo cual resultó en valiosos aportes para el campo de la ingeniería industrial. Henry L. Gantt (1861-1919) Ingeniero mecánico norteamericano y discípulo de Taylor en la corriente de la admi- nistración científica. Publicó el libro de Trabajo, salarios y beneficios en 1913, consi- derado como su obra más importante. Se enfocó en la programación de tareas y en el establecimiento del sistema de recompensas a los trabajadores, a través de bonos e incentivos salariales, con el objetivo de mejorar la calidad y eficiencia del trabajo. Otro de sus aportes representativos es el gráfico o diagrama de Gantt, ampliamente conocido y aplicado en la programación y el seguimiento de tareas. El gráfico consiste en regis- trar las actividades y su cronología, lo que permite controlar el progreso del trabajo en relación a los plazos establecidos. Harrington Emerson (1853-1931) Ingeniero mecánico e industrial y otro miembro destacado de la escuela de la admi- nistración científica. Desarrolló los postulados conocidos como los doce principios de la eficiencia, que fueron divulgados en 1912 a través de un libro con el mismo nombre. Los primeros cinco principios se enfocaron en la fijación de objetivos de la empresa y en las relaciones entre empleados y empleadores; mientras que los siete restantes se dirigieron a los métodos y sistemas de administración. Emerson se convirtió en una de las figuras más relevantes para la ingeniería industrial, por ser quien popularizó los principios de la administración científica de Taylor. Además, se enfocó en la simplifi- cación de los métodos de trabajo, la selección de personal y su entrenamiento. 50 evolución histórica de la ingeniería industrial Henry Ford (1863-1947) Empresario norteamericano, amigo y asesor de Taylor, que se destacó como pionero de la industria automotriz. Después de ser aprendiz de mecánico, se tituló como ingeniero y posteriormente fundó la Ford Motor Company, una de las empresas automovilísticas más destacadas en el mundo y que aún existe. Ford revolucionó los métodos de fabri- cación de automóviles a través de múltiples aportes, entre los que se cuenta el concepto de producción en masa. Para la ingeniería industrial se convirtió en uno de los pioneros más sobresalientes por sus grandes contribuciones. Tal es el caso de la implementación de la cadena de montaje y la aplicación de los conceptos de producción en línea y balance de línea, fundamen- tales para la ingeniería de métodos y tiempos. A partir de el principio desarrollado por Adam Smith sobre la división y especialización del trabajo, Ford logró aumentar el trabajo operativo en la planta. En 1908, construyó el primer automóvil con precios accesibles para gran parte de la población, el modelo T, gracias a la reducción de costos en tiempos y materiales utilizados en la producción en serie. Como lo relata Martínez: [En el modelo T, Ford] empleó doce horas y media en su construcción, en 1909 fabricaba solo 30 carros por día, en 1913 llegó a fabricar 800 y en 1920 la productividad aumentó considerablemente hasta llegar a producir un automóvil modelo T por minuto. En 1925 llegó a salir un auto cada cinco segundos de la línea de ensamble. […]. En 1926 era pro- pietario de 88 fábricas, empleaba 150 000 trabajadores y producía dos millones de carros por año (1999, p. 105) El Fordismo, nombre dado a sus postulados, no solo influyó en la productividad, sino también en otras áreas de la organización empresarial. Ford introdujo cambios en las condiciones de la clase trabajadora al reducir la jornada laboral a ocho horas diarias de trabajo y mejorar los salarios de los obreros como incentivo. Estas prácticas posterior- mente fueron adoptadas por gran parte de las empresas. En materia de reducción de costos dio origen a lo que seis décadas después Porter (2015) llamaría como estrategia de liderazgo en costos. 51 fundamentos de ingeniería industrial En su obra, Ford planteó cuatro principios básicos para la producción: Intensificación, enfocada a la estandarización de máquinas, equipos y mano de obra. Economicidad, tendiente a la reducción del tiempo de producción y la cantidad de materiales a utilizar. Productividad, que se logra a través de la especialización y la línea de montaje, aumentando los niveles de producción. Simplicidad, eliminando las operaciones ociosas, lo que disminuye costos de pro- ducción. Principales críticas a la administración científica Diversos estudiosos del tema han reconocido a lo largo de la historia los grandes aportes de la administración científica; sin embargo, la escuela también fue objeto de profundas críticas que, según Chiavenato (2007, p. 77-78) se resumen en que: Es un enfoque microscópico y mecanicista de la administración científica, por darle «poca importancia al factor humano y la concepción de la empresa como una distribución rígida y estática de piezas». Demanda alta especialización del obrero al asignarle una sola tarea, restándole iniciativa. Tiene ausencia de comprobación científica, dado que en sus estudios utilizó un método empírico y se basó en experiencias centradas en los problemas de produc- ción de las fábricas donde laboraban. Es un enfoque incompleto de la organización que se limita, según diversos autores, a los aspectos formales de la organización. Se limita al campo técnico de la empresa, sin considerar otros aspectos y funciones importantes para la organización, tales como los financieros, comerciales, etc. Es un enfoque de sistema cerrado, porque estudia a las empresas como si fueran cerradas, sin tener en cuenta todas las influencias de su entorno. 52 evolución histórica de la ingeniería industrial A pesar de las críticas, el Taylorismo ha mantenido su vigencia y ha sido objeto de es- tudio y ampliación por parte de teóricos de la organización. Se han realizado múltiples aportes y enfoques que han superado las técnicas administrativas iniciales propuestas por Taylor. Estos avances se han adaptado a las nuevas condiciones económicas y tecnológicas, en respuesta a la búsqueda constante de mejoras en la productividad y el mejoramiento continuo. Todo esto se da en el contexto de la competencia en un mercado globalizado. Por estas razones, Martínez concluyó que: El Taylorismo permanece vigente en los países industrializados y constituye una alter- nativa seria para mejorar el nivel de productividad actualmente en los países en vía de industrialización; la filosofía del aumento permanente de productividad, de rendimiento y eficiencia ‒en el sentido de disminuir los costos de producción e incentivar al trabajador a través del salario‒ continúa siendo una opción aplicable (1999, p. 111) Segunda corriente: teoría clásica de la administración La teoría clásica de la administración, también llamada escuela anatómica o fisiológica de la organización, se desarrolló en Francia en 1916, y logró difundir ampliamente sus postulados por el resto de Europa. Sus principales integrantes fueron directivos empre- sariales de la época, entre ellos: Henry Fayol, James D. Mooney, Lyndall F. Urwick, Luther Gulick y otros. Como se expuso anteriormente, esta corriente también hace parte de la escuela clásica y fue denominada como la escuela anatómica y fisiológica por concebir la estructura de la organización como un todo. Bajo esta lógica, hizo una analogía con el ser humano, desde el punto de vista de su estructura (anatomía) y su funcionamien- to (fisiología), destacando la relación entre las partes y componentes, como pasa en el cuerpo humano. En este sentido, realizó el estudio de la empresa desde la dirección hacia sus partes y componentes, definiendo los elementos, funciones y principios generales de la administración, en un enfoque que es inverso al de la administración científica. Henry Fayol (1841-1925) Ingeniero de minas de origen francés y, con más de treinta años de experiencia, destacó en su cargo como director de una empresa minera. Se dedicó al desarrollo de una teoría 53 fundamentos de ingeniería industrial administrativa que no solo se aplicó en la industria, sino que también se extendió a otros tipos de organizaciones y a la administración pública. Por esta razón se le reconoce como el verdadero padre de la teoría mode

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