Automatización, ¿Qué es y para qué sirve?

La automatización se refiere a la creación de sistemas de producción que aprovechan las habilidades de las máquinas para llevar a cabo labores que antes eran desempeñadas por trabajadores humanos. Estos sistemas permiten controlar la secuencia de las operaciones sin necesidad de intervención humana. Asimismo, el término automatización también se aplica a sistemas que no están diseñados para la producción, pero que cuentan con dispositivos programados o automáticos que operan de manera independiente o semiindependiente del control humano.

Introducción

En los campos de las comunicaciones, la aviación y la astronáutica, se emplean dispositivos tales como los sistemas automáticos de conmutación telefónica, los pilotos automáticos y los sistemas automatizados de guía y control para llevar a cabo tareas más eficientemente que lo que sería posible para un ser humano. La fabricación automatizada surgió a partir de la estrecha relación entre los factores económicos y las innovaciones tecnológicas, como la división del trabajo, la transferencia de energía y la mecanización de las fábricas. La evolución de máquinas de transferencia y sistemas de realimentación son factores que también contribuyeron a su desarrollo, como se explica a continuación.

Durante la segunda mitad del siglo XVIII, se produjo el desarrollo de la división del trabajo, que consiste en la fragmentación de un proceso de fabricación o prestación de servicios en sus fases más pequeñas e independientes. Este concepto fue analizado por primera vez por el economista británico Adam Smith en su obra Investigación sobre la naturaleza y causas de la riqueza de las naciones (1776). En el ámbito de la fabricación, la división del trabajo permitió un aumento en la producción y la disminución del grado de especialización de los trabajadores.

La mecanización se convirtió en la siguiente fase necesaria para avanzar hacia la automatización. Gracias a la simplificación del trabajo que permitió la división del trabajo, fue posible el diseño y construcción de máquinas que pudieran imitar los movimientos realizados por los trabajadores. Con el avance de la tecnología de transferencia de energía, estas máquinas especializadas se motorizaron, lo que incrementó su eficacia productiva. La evolución de la tecnología energética también fue responsable de la aparición del sistema de producción fabril, ya que se requería que todos los trabajadores y máquinas estuvieran ubicados cerca de la fuente de energía.

El dispositivo conocido como máquina de transferencia se emplea para trasladar la pieza que se está trabajando de una máquina herramienta especializada a otra, colocándola de manera adecuada para la siguiente operación de mecanizado. Los robots industriales, originalmente diseñados para llevar a cabo tareas sencillas en entornos peligrosos para los trabajadores, son hoy en día increíblemente hábiles y se utilizan para desplazar, manipular y ubicar piezas de diferentes pesos, cumpliendo así todas las funciones de una máquina de transferencia. En realidad, se trata de varias máquinas diferentes que están integradas en una sola entidad, aunque a simple vista pueda parecer lo contrario.

Durante la década de 1920, la industria automotriz fusionó estos conceptos en un sistema de producción integrado. El objetivo principal de este sistema de línea de ensamblaje fue reducir los costos y, a pesar de los avances más recientes, sigue siendo el sistema de producción que la mayoría de las personas relacionan con el término de automatización.

Realimentación

El principio de realimentación es un elemento esencial de todos los sistemas de control automático, ya que le permite al diseñador incorporar la capacidad de autocorrección a una máquina. Este ciclo o bucle de realimentación puede ser un dispositivo mecánico, neumático o electrónico que detecta una magnitud física, como la temperatura, el tamaño o la velocidad, y la compara con una norma preestablecida. Posteriormente, se realiza una acción preprogramada para mantener la cantidad medida dentro de los límites aceptables de la norma.

Desde hace varios siglos se ha utilizado el principio de realimentación. Un ejemplo destacado es el regulador de bolas que inventó el ingeniero escocés James Watt en 1788 para controlar la velocidad de las máquinas de vapor. Otro ejemplo comúnmente conocido de un dispositivo de realimentación es el termostato utilizado en hogares y edificios para controlar la temperatura ambiente.

En la fabricación y producción, es fundamental establecer límites aceptables para el proceso que se llevará a cabo, medir las características físicas y compararlas con los límites establecidos. Una vez que se ha realizado esta comparación, el sistema de realimentación entra en acción para corregir el proceso y asegurarse de que los elementos medidos se ajusten a los límites establecidos.

Las máquinas pueden llevar a cabo una gran cantidad de tareas gracias a los dispositivos de realimentación, que les permiten iniciar, detener, aumentar o disminuir su velocidad, contar, inspeccionar, verificar, comparar y medir. Estas operaciones se aplican comúnmente a diversas actividades de producción, como el fresado, el embotellado o el refinamiento.

La llegada de los ordenadores ha supuesto un gran avance en la implementación de ciclos de realimentación en los procesos productivos. La combinación de la tecnología informática y los ciclos de realimentación ha permitido la creación de máquinas controladas por ordenador, cuyos movimientos son controlados por medio de códigos programados en software. Esto ha dado lugar al surgimiento de centros de maquinado, que son máquinas herramienta que pueden realizar diversas operaciones de maquinado de forma automatizada.

El surgimiento de la combinación de microprocesadores y computadoras ha hecho posible el avance de la tecnología de diseño y fabricación con asistencia computacional (CAD/CAM). Estos sistemas permiten al diseñador dibujar el plano de una pieza y especificar sus dimensiones utilizando dispositivos de entrada de datos, tales como ratones, lápices ópticos y otros. Una vez finalizado el boceto, la computadora genera automáticamente las instrucciones que guiarán al centro de maquinado para producir la pieza.

Los sistemas de fabricación flexibles (FMS) han permitido la ampliación del uso de la automatización. Las empresas con bajos volúmenes de producción que antes no justificaban la automatización completa, ahora pueden aprovechar los FMS. Estos sistemas utilizan una computadora para supervisar y dirigir todas las fases de producción, desde la programación hasta el seguimiento del inventario y la utilización de herramientas.

La automatización ha tenido un impacto significativo en varias áreas económicas, además de la fabricación. Un ejemplo es la utilización de procesadores de texto, que se han convertido en la norma en las oficinas modernas. Estos sistemas combinan una pequeña computadora con una pantalla CRT, un teclado y una impresora, permitiendo la edición de texto, la creación de cartas personalizadas y la gestión de listas de correo y otros datos. La tecnología ha mejorado en gran medida la productividad de las oficinas, permitiendo la realización de muchas otras tareas.

Numerosas ramas empresariales presentan un elevado grado de automatización, o bien implementan tecnologías automatizadas en algunas fases de su operativa. En el ámbito de las telecomunicaciones, especialmente en el sector telefónico, los procesos de marcado, transmisión y cobro se ejecutan de forma automática. Asimismo, los sistemas ferroviarios están regulados por sistemas de señalización automáticos, equipados con sensores que captan la presencia de los trenes en puntos específicos. De esta manera, siempre se mantiene un control exhaustivo sobre el movimiento y ubicación de los convoyes.

No todas las ramas empresariales precisan del mismo nivel de automatización. La agricultura, la venta y ciertos segmentos de servicios resultan arduos de automatizar. Podría acontecer que la agricultura evolucione hacia una mayor mecanización, particularmente en lo referente al tratamiento y envasado de alimentos. No obstante, en numerosos ámbitos de servicios, como los establecimientos de venta al por menor, es viable automatizar los puntos de caja, aunque se continúa requiriendo la reposición manual de los productos en los estantes.

La noción de automatización experimenta un desarrollo veloz, en parte debido a los avances tecnológicos tanto dentro de un ámbito o sector, como entre las distintas ramas empresariales. A modo de ejemplo, el sector petroquímico ha concebido el método de producción en flujo continuo, viable gracias a la naturaleza de las materias primas utilizadas. En una planta de refinación, el petróleo crudo ingresa por un punto y se desplaza a través de conductos a través de dispositivos de destilación y reacción, mientras es procesado para generar productos como combustibles y gasóleo. Una serie de dispositivos manejados automáticamente, controlados por microprocesadores y supervisados por una computadora central, regulan las válvulas, las calderas y demás equipos, regulando así el flujo y la velocidad de las reacciones.

En otro orden de ideas, en ciertas ramas empresariales como la metalurgia, la producción de bebidas y de alimentos envasados, algunos productos se generan por lotes. A modo de ilustración, se coloca una mezcla de ingredientes necesarios en un horno de acero, se calienta y se obtiene un lote de lingotes de acero. Durante esta fase, la utilización de sistemas automatizados es mínima. Sin embargo, a continuación, es posible procesar de manera automatizada los lingotes para transformarlos en láminas o darles determinadas formas estructurales mediante una sucesión de rodillos hasta alcanzar la configuración requerida. Consulte el término "Siderurgia".

Las ramas empresariales dedicadas a la producción de vehículos y otros bienes de consumo emplean las técnicas de producción en masa que implican el montaje paso a paso de los productos. Este método es similar al concepto de producción en flujo continuo, pero cuenta con la inclusión de máquinas de transferencia. Por tanto, para la industria automotriz, las máquinas de transferencia son un componente crucial en la concepción de la automatización.

Cada uno de estos sectores productivos emplea dispositivos automatizados en alguna o en todas las etapas de su proceso de manufactura. Como resultado, cada sector ha desarrollado su propio enfoque de automatización para ajustarse a sus necesidades particulares. En prácticamente todas las etapas del comercio pueden encontrarse más ejemplos de automatización. La difusión de la automatización y su impacto en la vida diaria han generado preocupación en muchas personas sobre las posibles consecuencias de la automatización para la sociedad y el individuo.

La automatización ha tenido una enorme influencia en el aumento del tiempo libre y los salarios reales para la mayoría de los trabajadores de los países industrializados. Además, ha posibilitado un incremento en la producción y una disminución en los costos, lo que ha permitido que productos como automóviles, refrigeradores, televisores, teléfonos y otros artículos sean más accesibles para un mayor número de personas.

No obstante, la automatización también ha tenido algunos efectos negativos. Algunos críticos argumentan que ha llevado a una sobreproducción y desperdicio, y ha generado una sensación de aislamiento en los trabajadores. Además, se ha cuestionado su relación con el desempleo, lo que ha sido un tema de gran preocupación. Aunque algunos economistas argumentan que la automatización ha tenido un impacto mínimo o nulo en el desempleo, hay quienes señalan que los trabajadores son desplazados en lugar de ser despedidos, y que en muchos casos son contratados para desempeñar otras funciones dentro de la misma empresa o en otra que todavía no ha automatizado sus procesos.

Existen argumentos que sugieren que la automatización puede crear más puestos de trabajo de los que destruye. A menudo se cita a la industria de la tecnología como un ejemplo de ello. Se argumenta que, aunque algunas personas pueden perder sus empleos debido a la automatización, la industria que produce las máquinas automatizadas crea más trabajos que los que se eliminan. Los ejecutivos de las empresas de tecnología a menudo coinciden en que, aunque las computadoras han reemplazado a muchos trabajadores, la propia industria ha generado más empleos en la fabricación, venta y mantenimiento de ordenadores que los que han sido eliminados por la automatización.

Por otro lado, existe un grupo de líderes sindicales y economistas que argumentan que la automatización es una causa directa del desempleo, y que, si no se controla, conducirá a una enorme cantidad de personas sin trabajo. Aseguran que el crecimiento de puestos de trabajo en la administración pública y en los sectores de servicios ha compensado en parte el desempleo provocado por la automatización, pero que una vez que esos sectores se saturen o los programas gubernamentales se reduzcan, se revelará la verdadera relación entre la automatización y el desempleo.