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Economía y Sociedad ISSN: 1870-414X ecosoc@econonet.esec.umich.mx Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo México Taboada Ibarra, Eunice La arquitectura integral y modular. El caso de la Industria Automotriz Economía y Sociedad, vol. X, núm. 16, julio-diciembre, 2005, pp. 65-83 Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo Morelia, México Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=51001604 Cómo citar el artículo Número completo Más información del artículo Página de la revista en redalyc.org Sistema de Información Científica Red de Revistas Científicas de América Latina, el Caribe, España y Portugal Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto http://www.redalyc.org/revista.oa?id=510 http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=51001604 http://www.redalyc.org/comocitar.oa?id=51001604 http://www.redalyc.org/fasciculo.oa?id=510&numero=6245 http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=51001604 http://www.redalyc.org/revista.oa?id=510 http://www.redalyc.org La Arquitectura Integral y Modular. El Caso de la Industria Automotriz∗ Eunice Taboada Ibarra1 Resumen En el presente artículo se analizan las particularidades de la arquitectura integral y modular, de la arquitectura cerrada y abierta y de la modularización; todo ello con la finalidad de entender porque se considera que el automóvil sigue siendo un producto de arquitectura integral y cerrada, no obstante la ‘manía modular´ por la que atraviesa y el grado de modularización que registra. ∗ Agradezco los comentarios y sugerencias derivados del dictamen de este artículo. La responsabilidad de las ideas aquí expuestas, es exclusivamente de la autora. 1 Profesora-Investigadora del Departamento de Economía de la Universidad Autónoma Metropolitana. Unidad Azcapotzalco. elti@correo.azc.uam.mx ECONOMIA Y SOCIEDAD. AÑO X, NO. 16. JULIO-DICIEMBRE DE 2005 66 La evolución tecnológica de la industria automotriz ha llevado a sus participantes a buscar alternativas de avance tecnológico y competitivo a través de modificaciones en el proceso de producción, en la arquitectura del producto y en el manejo de las relaciones entre empresas. Es así que en la actualidad esta industria atraviesa una etapa de “manía modular”. La modularización afecta el proceso de manufactura del automóvil y su sistema de interacción empresarial, pero también su diseño. Con la finalidad de comprender por qué se considera que el automóvil sigue siendo un producto con arquitectura integral y cerrada, a pesar de que actualmente involucra componentes de arquitectura modular y abierta, así como una tendencia creciente hacia la modularización, en este documento se presenta una revisión de la arquitectura y sus modalidades, y se señala la forma en la que el diseño modular y su evolución, afectan a la estructura organizacional económica y al proceso de evolución de la industria. 1. La Arquitectura y sus Modalidades La arquitectura es el plan de diseño básico del producto, que consiste en dividirlo en diferentes partes asignándoles distintas funciones y decidiendo como se conectan. Existen dos modalidades de arquitectura: la integral y la modular. En ambas, el productor o ensamblador enfrenta dos alternativas para conducir el desarrollo de componentes y la producción de los mismos: realizar las actividades internamente (in house) u optar por la proveeduría externa. 1.1 Arquitectura Integral Los productos de arquitectura integral intencionalmente se diseñan con un alto grado de interdependencia entre los componentes. En el caso de un automóvil, su diseño completo, así como de ciertas características sistémicas (la vibración, la seguridad y la resistencia), requieren de este tipo de arquitectura, ya que afectan al producto en su totalidad. El conjunto de componentes y subsistemas proveen al vehículo de una amalgama particular de resultados esperados: seguridad, aire acondicionado, iluminación, etc. De aquí que el sistema pueda ser preensamblado, pero solo parcialmente. LA ARQUITECTURA INTEGRAL Y MODULAR... 67 Debido a que los sistemas tienen componentes en diferentes partes del vehículo, este tipo de arquitectura demanda que el ensamblador realice una cuidadosa integración de partes idiosincrásicas y que las modificaciones en el diseño de los sistemas sean bien realizadas, ya que sus cambios tienen implicación sobre el automóvil completo. 1.2 Arquitectura Modular La arquitectura modular permite desarrollar nuevos productos a través de la estandarización y reducción significativa de los procesos de manufactura, ensamblaje y diseño. En este tipo de arquitectura hay una detallada evaluación de la descomposición, integración y compatibilidad de componentes y de la compatibilidad de las interfases2. Debido a que se basa en el uso de componentes estandarizados, admite la personalización (customization) del producto mediante la mezcla y ajuste (mix and match) de los mismos y da lugar a la modificación de las formas de colaboración entre una empresa3 y sus proveedores. Esto a su vez impacta en el resultado de las estrategias de producción, desarrollo de nuevos productos y proveeduría de las empresas involucradas. En el caso del automóvil, debido a su complejidad tecnológica, no es sencillo el tránsito de una arquitectura integral a una modular, porque es difícil dividir el auto en varios subsistemas y porque la subcontratación de los mismos implica riesgos y costos todavía no bien evaluados por los ensambladores. No obstante la industria automotriz ha avanzado en la modularización en la producción (en el proceso), lo que ha venido repercutiendo en la modularización de su sistema inter empresa (en la relación entre empresas), pero también en la de su arquitectura o diseño (modularización del producto). A continuación se expone lo relativo a la modularización en esta industria para posteriormente referir la especificidad de la modularización del producto. 2 La interfase es el vínculo entre dos componentes. 3 Para evitar ser repetitiva, los términos empresa y firma se utilizan como sinónimos. ECONOMIA Y SOCIEDAD. AÑO X, NO. 16. JULIO-DICIEMBRE DE 2005 68 2. La Modularización en sus Tres Fases: Diseño, Producción y Sistema Inter firma Fujimoto y Takeishi (2001b) señalan que desde mediados de los noventa, uno de los intentos más importantes de los ensambladores automotrices ha sido modularizar la producción de automóviles4. La modularización es un proceso distinto a la arquitectura modular, y aunque hasta el momento no hay una definición clara y compartida respecto al concepto, “hay acuerdo en que involucra el subensamblaje de partes en unidades más grandes de lo tradicional y la subcontratación externa de esta tarea a productores de partes” (Fujimoto, 2001b:16). Por su parte, tampoco hay una definición única de módulo. Sin embargo, para el caso de la industria automotriz, puede considerarse “como un conjunto de componentes y/o subsistemas que son preensamblados fuera de línea y mandados a la línea de ensamblaje final, listos para ser ajustados al vehículo en una sola operación” (Chanaron, 2001:131). A esto se le conoce como ensamblaje modular5. El proceso de modularización en esta industria, a pesar de estar avanzado, todavía se encuentra en la etapa de prueba y error y existen divergencias en cuanto a los contextos y propósitos de la misma entre compañías y regiones6. Fujimoto y Takeishi (2001a) distinguen al menos tres fases en el fenómeno de modularización: (a) Modularización en la Arquitectura del Producto (modularización en diseño); (b) Modularización en la Producción (modularización en el proceso) y, (c) Modularización enel Sistema Inter-firma (subsistemas de subcontratación de unidades 4 A pesar de que la modularización en la industria de la computación inició en los años sesenta, en la automotriz este proceso tuvo lugar hasta los noventa, porque fue hasta entonces cuando las condiciones tecnológicas fueron propicias, luego de un proceso de adaptación de modificaciones ocurridas no sólo en el ámbito de la producción, sino de la distribución y de la relación proveedor-usuario. Entre otras, destacan: la generalización del sistema de producción ajustada, de diferentes modalidades de automatización flexible y la integración de componentes eléctrico-electrónicos en el automóvil. Hechos que incrementaron la complejidad del automóvil y que propiciaron muchos de los cambios más fuertes dentro la industria automotriz. 5 Respecto a este tipo de ensamblaje, conviene tener presente: i) que “es diferente al subensamblaje tradicional porque necesita de un diseño estructural específico en sí mismo, así como un interfase con el automóvil” (Chanaron, 2001:131); ii) que el módulo puede ser provisto por un proveedor (externo o interno), que deberá enviarlo de forma sincronizada al lugar exacto en el que será ensamblado en el vehículo y, iii) que requiere de la reingeniería del proceso de manufactura, diseño y proveeduría. 6 No obstante, Fujimoto y Takeishi (2001b) afirman que la evolución del sistema de producción automotriz avanzará con las pautas que le establezca la interacción entre los intentos de modularización en marcha y las nuevas innovaciones tecnológicas emergentes. LA ARQUITECTURA INTEGRAL Y MODULAR... 69 grandes a proveedores externos). Explican los tres sistemas involucrados en la modularización (producto, producción e inter empresa), como jerarquías múltiples7 que están inter vinculadas, conformando a su vez un sistema complejo que requiere de coordinación. “En las tres fases de modularización los ingenieros de producto, de proceso, y los gerentes de compras deben tomar decisiones acerca de las jerarquías de producto y proceso y de los límites inter firma, mientras aseguran la coordinación cercana entre ellos. Es obvio que las tres facetas no deben ser mezcladas, pero al mismo tiempo es claro que esas decisiones están interrelacionadas, ya que involucran los procesos de toma de decisiones sobre jerarquías interrelacionadas de funciones de producción, estructura de producto y procesos de producción. Hay la posibilidad de alguna inconsistencia o conflicto entre las decisiones. En este sentido, el reto más crítico en la modularización es cómo evitar o superar tal inconsistencia y conflicto a través de la coordinación” (Fujimoto y Takeishi, 2001a:4) Como se apuntó previamente, en la industria automotriz existen divergencias entre regiones y empresas en torno a la modularización. Por ejemplo, mientras que la industria europea está interesada principalmente en el sistema de proveeduría modular8 (modularización del sistema inter empresa), la japonesa en la modularización de la producción (del proceso de producción) y ninguna se ha dirigido específicamente a la modularización en la arquitectura del producto. (Fujimoto y Takeishi, 2001a). La diferencia entre regiones respecto a las estrategias de modularización, implica distintas lógicas de vinculación entre las fases de la misma. Así, debido a que los ensambladores occidentales se han inclinado hacia la “modularización del sistema inter firma”, se ha estimulado la “modularización de la producción” y uno de los retos que enfrentan es el de resolver la inconsistencia o conflicto entre ésta y la modularización en la arquitectura de producto. 7 Estos autores presentan la jerarquía en la función de producción, en la estructura de producto, en los procesos de producción y en el sistema de proveeduría. La jerarquía se da entre funciones y sub funciones y diferentes tamaños de módulos. 8 Bajo este esquema, proveedores externos llevan a cabo y entregan subensamblajes de grandes módulos. Éstos son ensamblados como productos finales en la línea principal del ensamblador Con este esquema se ilustra también la subcontratación de diseño de producto (conocido como approved drawings o black-box components), en el que el diseño básico es conducido por los ensambladores automotrices, mientras que la ingeniería detallada es realizada por los proveedores. ECONOMIA Y SOCIEDAD. AÑO X, NO. 16. JULIO-DICIEMBRE DE 2005 70 Por su parte, los ensambladores japoneses, se han centrado en la modularización de la producción interna (“in house”) y han sido relativamente poco agresivos respecto a la subcontratación (“outsourcing”). Esto los ha llevado a buscar la modularización en la arquitectura de producto ante la necesidad de funcionalidad y ajuste de calidad de sus módulos de ensamblaje en líneas de subensamblaje interno9. Las diferencias con relación a la proveeduría externa de los módulos también se presentan entre empresas: Daimler-Crhysler, GM, Fiat, Ford y Renault son “pro módulo”; Toyota y Honda, “contra el módulo”10y, Nissan, presenta una posición cautelosa (posición de espera y observación). Las diferencias son de carácter estratégico: “Con la finalidad de cerrar la brecha con la competencia japonesa, o simplemente para incrementar su ventaja competitiva, los ensambladores europeos y estadounidenses han elegido implementar cambios en sus principales estrategias, inspiradas en gran medida por los más conocidos gurús en dirección norteamericanos: en particular, promoviendo el enfoque modular para el diseño y la manufactura del vehículo, y centrándose en tres competencias: arquitectura del automóvil, ensamblaje final y mercadotecnia. Sin embargo, otras responsabilidades son subcontratadas y transferidas a los proveedores de sistemas y módulos”. [Por su parte], Toyota ha decidido no adoptar tales opciones 9 Fujimoto y Takeishi (2001) explican las diferencias en la tendencia a la subcontratación entre Japón y Occidente: las empresas occidentales la han preferido como parte de un intento para rediseñar su ‘arquitectura de negocios’. Han expandido el ámbito de la subcontratación porque: a) quieren obtener ventaja de los costos de mano de obra más bajos de los proveedores; b) disminuyen costos y riesgo de inversión, dando más responsabilidades al proveedor y, c) aceleran su política de reducir el número de proveedores de primera línea. En contraste, los ensambladores japoneses promueven el subensamblaje in house porque están interesados por la modularización en una perspectiva diferente: buscan la “autonomía e integridad” de su línea de ensamblaje, además de que están especialmente interesados en el bienestar de sus trabajadores y el autocontrol de calidad. Son renuentes a subcontratar el subensamblaje a proveedores externos porque: a) la ventaja en costo de los módulos subcontratados no es tan grande en Japón porque la brecha salarial entre ensambladores y los proveedores de primera línea (first-tier suppliers) es estrecha comparada con las contrapartes occidentales; b) con la finalidad de tener los envíos de los subensambladores externos en secuencia con la línea principal de ensamblaje y en poco tiempo, las plantas de los proveedores deben estar localizadas a poca distancia de las plantas de ensamblaje. Sin embargo, las oportunidades para construir tales instalaciones nuevas son muy limitadas actualmente en Japón. Aún si esto fuera posible, los ensambladores están preocupados porque cada planta podría depender demasiado de los proveedores seleccionados, y entonces la presión competitiva hacia los mismos se vería reducida y, c) los ensambladores dudan de la capacidad de los proveedores para manejar una amplia variedad de tareas ya que están especializados en el desarrollo y la producciónde componentes funcionales individuales. También porque los ensambladores japoneses tienen aversión a perder conocimiento respecto a la tecnología y los costos de cualquiera de las partes involucradas. La ausencia de proveedores de componentes que proactivamente hayan tenido fusiones y adquisiciones con la finalidad de desarrollar y producir grandes módulos, tal como han surgido en Estados Unidos y Europa, ha llevado a los ensambladores japoneses a enfocarse en el subensamblaje interno. 10 Estas dos empresas han experimentado con la modularización parcial bajo su control completo. Desarrollan y manufacturan sus propios módulos para, posteriormente, tal vez subcontratar de un proveedor afiliado (en el caso de Toyota) o producirlo con un socio de largo plazo (Honda). LA ARQUITECTURA INTEGRAL Y MODULAR... 71 estratégicas, dando preferencia a la visión y dirección global de un ensamblador automotriz y protector de su rol dominante en la cadena de valor, en lo que respecta a estilo y diseño, cambio tecnológico y control” (Chanaron, 2001:130). Las distintas posiciones estratégicas entre los ensambladores japoneses y occidentales (véase Tabla I) han implicado trayectorias distintas en la implementación de la modularización, lo que ha dado lugar a que sus jerarquías de procesos de producción y los límites en las operaciones internas y externas también difieran. Tabla I. Contraste de Alternativas Estratégicas Estándar Dominante en Europa y Estados Unidos de Norteamérica Toyota Especialización en un limitado número de competencias centrales Protección de todas las competencias estratégicas Delegación de responsabilidades a proveedores de primer nivel Mantenimiento de las responsabilidades en calidad, control y diseño Descentralización directiva de la cadena de valor Control sobre toda la cadena de valor Transferencia de tecnología de los sectores IT (Sistemas de Transportación Inteligentes) y búsqueda de nuevos proveedores especializados Desarrollo interno de tecnología y adquisición de competencias en IT (Sistemas de Transportación Inteligentes) Precaución y acercamiento paso a paso en la innovación tecnológica Liderazgo a través de innovación: vehículos híbridos y sistemas de navegación a bordo Chanaron, 2001:130 Es así que hasta el momento la modularización en la industria automotriz se ha centrado en la redefinición de los sistemas de producción e inter firma a través del uso extendido del ensamblaje modular (cambio común en la industria automotriz Japonesa, ECONOMIA Y SOCIEDAD. AÑO X, NO. 16. JULIO-DICIEMBRE DE 2005 72 Europea y Estadounidense) y de la subcontratación (lo que ha venido predominando en Europa y Estados Unidos y sólo se presenta discretamente en Japón). Para concluir esta parte relativa a la modularización del automóvil, es pertinente considerar que la arquitectura modular debe incorporar tanto los avances tecnológicos de los elementos que hoy constituyen el auto, como la resolución de los problemas que enfrenta y que surgirán por su aplicación. “El futuro de las innovaciones tecnológicas en el mediano y largo plazo es también importante. La necesidad urgente de proteger el medioambiente ha acelerado la competencia por nuevas fuentes de energía (tal como los motores híbridos y las celdas de combustible) para reemplazar el motor convencional de combustión interna. Con el rápido avance de las tecnologías de información y comunicación, el desarrollo del Sistema de Transportación Inteligente (ITS, por sus siglas en inglés) ha estado también progresando. La creciente importancia de las tecnologías de información en los vehículos ha hecho al rol del software más importante, y ha facilitado una clase de modularización a través de la separación del hardware y el software. Cuando aquellas nuevas tecnologías sean puestas en práctica, la arquitectura automotriz tendrá que ser totalmente rediseñada y tales cambios influirán inevitablemente en los sistemas de producción e interfirma”. (Fujimoto y Takeishi (2001b: 15). Con el fin de entender con mayor claridad las dificultades e implicaciones del diseño modular, en el siguiente punto se presentan algunas de sus particularidades. 3. Modularización en la Arquitectura del Producto (Modularización en Diseño) Al inicio de este artículo se adelantó que la industria automotriz se encuentra en una etapa de “manía modular”11. Esto es así porque en la búsqueda de modificar la arquitectura (diseño) del automóvil para hacerla modular, se ha ido avanzado más en la modularización de la producción (en el proceso de producción), aunque esto ha repercutido en la modularización del diseño y del sistema inter firma. Para Baldwin y Clark (2000)12, la modularidad en el diseño tiene lugar cuando los artefactos13 pasan de ser simples a complejos ya que en estas condiciones se presentan 11 Chanaron, (2001) y Salerno, (2001). 12 Para estos autores, la modularización involucra la “modularidad en diseño”, la “modularidad en producción” y la “modularidad en uso” (esto debido a que consideran que la existencia humana interactúa con los LA ARQUITECTURA INTEGRAL Y MODULAR... 73 dos situaciones: ni pueden ser elaborados por sólo una persona, ni una sola persona puede comprenderlos en su totalidad. Esa situación da lugar a la división del trabajo y a la división del conocimiento y del esfuerzo para diseñar artefactos altamente complejos. De allí resulta que la esencia de este tipo de artefactos es que sus partes están interrelacionadas y que, en consecuencia, requieren de coordinación, tanto de tareas como de decisiones para que se alcancen objetivos individuales y conjuntos. La modularidad es una estructura de diseño particular, en la que los parámetros y las tareas son interdependientes dentro de las unidades (módulos) e independientes entre ellos. Por su parte, el módulo es “una unidad cuyos elementos estructurales están poderosamente conectados entre ellos y con relativa debilidad con elementos de otras unidades. [...] Es una unidad de un gran sistema, que es estructuralmente independiente de otros pero que trabaja junto con ellos. El sistema como un todo debe proveer de un marco –una arquitectura- que permita independencia de estructura e integración de función” (Baldwin y Clark, 2000:63).14 La modularidad es un concepto útil en campos que tratan sobre sistemas complejos, en tanto que es una respuesta al manejo de la complejidad 15. La arquitectura modular comenzó a desarrollarse en la industria de la computación de los Estados Unidos entre 1960 y 1970 y, para la década de setenta el diseño modular de sistemas de artefactos de tres formas: diseñándolos, produciéndolos y usándolos). Sin embargo centran su exposición en la modularidad en diseño (en la forma de alcanzar la arquitectura modular), razón por la cual su trabajo es el que sirve como base para exponer este punto. 13 Los artefactos son objetos que son producto de la inteligencia y el esfuerzo humano (Simon, 1969). Pueden ser objetos físicos, pero también intangibles, como: reglas, costumbres, contratos, leyes, derechos de propiedad, etc.(Baldwin y Clark, 2000) 14 La definición de una arquitectura que permita la independencia de estructura y la integración en la función, contrasta con la de Ulrich y Eppinger (2000), quienes definen a la arquitectura de producto modular como “el esquema en el cual los elementos funcionales de un producto se arreglan en bloques físicos de construcción (chunks) y en el cual los bloques interactúan” (Ulrich y Eppinger, 2000:182). El subrayado es mío). La diferencia de ambos planteamientos es que Baldwin y Clark basan su definiciónde arquitectura en la relación entre estructuras y no en las funciones. Estos últimos autores señalan que “es difícil basar una definición de modularidad en funciones, ya que éstas son intrínsecamente diversificadas e inestables” (Baldwin y Clark, 2000:63) 15 Para Sanchez, y Mahoney (1996), “Un sistema complejo –de diseño de producto o de estructura organizacional- se conforma de partes que interactúan en algún grado. Lara y Constantino (2000), señalan para el caso sistema tecnológico complejo, que: “está compuesto por un grupo muy variado, denso e interdependiente de componentes y subsistemas de diferentes campos tecnológicos. El automóvil es un sistema con esta característica, su desarrollo y evolución ha implicado la resolución de una de las integraciones técnicas más complejas de miles de partes y componentes de campos tecnológicos diversos y disímiles (por ejemplo los del acero, eléctrica, electrónica, vidrio, textil y química, entre otros). ECONOMIA Y SOCIEDAD. AÑO X, NO. 16. JULIO-DICIEMBRE DE 2005 74 computación complejos dio lugar al surgimiento de clusters de firmas y mercados alrededor de los exitosos sistemas de computación modulares16. Los principios básicos de la modularidad que surgieron en la industria de la computación fueron: crear estructuras anidadas, regulares y jerárquicas en un sistema complejo; definir componentes independientes dentro de una arquitectura integrada; establecer y mantener particiones rigurosas de información de diseño en subconjuntos visibles y ocultos, e, invertir en interfases claras y en “buenas” pruebas de módulo. Estos principios proveen de los medios para que se divida el conocimiento y las tareas específicas involucradas para completar un diseño complejo o construir un artefacto complejo. Esto es posible si la modularidad en el diseño del mismo se realiza vía la aplicación de un conjunto completo de reglas de diseño acompañado de un sistema gerencial que las haga cumplir. Las reglas de diseño modular establecen particiones estrictas de conocimiento y esfuerzo en la realización de un diseño. Dichas particiones soportan la estructura eficiente y flexible de las tareas, cuyas partes son trabajadas independientemente y en paralelo con otras. Con base en la aplicación de esas reglas, se amplían las posibilidades de diseño y con ello las oportunidades de realizar más innovaciones en el propio diseño modular. Esto porque con este último se crea un conjunto de operadores que abren nuevas vías para el desarrollo del propio diseño como un todo. Dichos operadores conforman el repertorio de acciones básicas que pueden aplicarse a cualquier diseño modular. Los operadores se encargan de: dividir un sistema en uno a más módulos; sustituir un modulo por otro; aumentar un módulo nuevo al sistema; excluir un módulo del sistema; invertir un módulo para crear nuevas reglas de diseño; conectar un módulo a otro sistema. 16 Fue también en Estados Unidos que la modularidad de los diseños computacionales empezó a reflejarse en el diseño de ingeniería y en la organización industrial de los sistemas relacionados. Para finales de los ochenta y principios de los noventa, el diseño modular en la industria de computación se ubicaba en su etapa fundamental. En la actualidad muchas industrias han avanzado en el grado de modularización de sus procesos de producción, pero un número importante no ha extendido esa modularización a la etapa del diseño. Algunos productos con avances en ambos tipos de modularización son: aeronáuticos, automotrices, electrónicos de consumo, electrodomésticos, computadoras personales, software y herramientas eléctricas (Sanchez, R. y T. Mahoney, 1996), así como en un amplio rango de servicios, por ejemplo, los financieros (Baldwin, C. y Clark, K., 2003). LA ARQUITECTURA INTEGRAL Y MODULAR... 75 De esta forma, “cuando el diseño se vuelve ‘verdaderamente modular’ las opciones incorporadas en el diseño son simultáneamente multiplicadas y descentralizadas. La multiplicación ocurre porque los cambios en un módulo se vuelven independientes de cambios en otros módulos. La descentralización se da porque conforme los diseñadores se adhieren a las reglas de diseño, son libres para innovar (aplicar los operadores modulares) sin referencia a la arquitectura original o cualquier planeador central de diseño” (Baldwin y Clark, 2000: 14) En este sentido para Hsuan (2000a), la modularización es una estrategia de desarrollo de nuevos productos que modifica las reglas de competencia tecnológica y que acorta el tiempo de respuesta de las empresas líderes a los movimientos de la competencia al promover la tasa de innovación. Esto porque brinda la oportunidad de mezclar y ajustar componentes en un diseño en el que las interfases estándar, son específicas. Para aprovechar las oportunidades de la arquitectura modular se requiere que las empresas conozcan los productos a profundidad. “Los diseñadores del sistema modular deben entender bien el producto y sus procesos con la finalidad de diseñar y especificar las reglas de diseño visibles necesarias para hacer que los módulos funcionen como un todo”. [La modularización en diseño] es beneficiosa sólo sí la partición es precisa, no ambigua y completa. El diseño de sistema modular es más difícil que los sistemas interconectados comparables”. (Hsuan, 2000a:8) La modularización en el desarrollo de nuevos productos puede darse a diferentes niveles: componentes, módulo, subsistema y sistema (Hsuan, 2000a). Componentes. Es el menor nivel de modularización, representada por partes estandarizadas, off the shelf. Partes bien definidas y aceptadas como estándares industriales. Son útiles a varias industrias. La relación proveedor-usuario se caracteriza por ser distante, de bajos componentes personalizados, bajo valor de insumos y bajo grado de interdependencia. Módulo. Se crea con la combinación de diferentes partes del nivel de componentes. Su diseño y manufactura debe continuar la demanda de innovación tecnológica y la especificación de conformidad de un sistema particular. Frecuentemente los módulos ECONOMIA Y SOCIEDAD. AÑO X, NO. 16. JULIO-DICIEMBRE DE 2005 76 existentes están diseñados para satisfacer algunas especificaciones del subsistema o sistema y son raramente de naturaleza universal porque no pueden satisfacer los requerimientos técnicos y las demandas de todos los sistemas, aún cuando sirvan para las mismas aplicaciones. Subsistema: Altamente personalizado. Hay numerosos proveedores produciendo subsistemas únicos dedicados a una línea particular de autos. Implican que la compatibilidad de la interfase y el protocolo entre módulos y subsistemas es absolutamente esencial para el funcionamiento del sistema. Sistema: Compuesto por subsistemas con límites claros y donde los subsistemas individuales deben ser puestos juntos vía interfase y tecnologías de vinculación. Las limitaciones de la interfase (interface constraints) son mayores a nivel de sistema porque los diseñadores del sistema modular deben entender bien el producto total y sus procesos con la finalidad de diseñar y especificar las reglas previamente. De aquí que, “las oportunidades de modularización, arquitectura de producto, los efectos de compatibilidad de interfase, los componentes personalizados, el valor de los insumos y la interdependencia, varían del nivel de componentes del sistema (Hsuan, 1999:7). Mientras más componentes se creen en cada nivel, la modularización implica mayor restricción al nivel de sistema, aumento del grado de personalización (customization), incremento del valor de los insumos, mayor interdependencia proveedor- usuario y acrecentamiento de la limitación de la interfase. De esta manera, el grado de modularización en el desarrollo de nuevos productos esaltamente dependiente del número de componentes estandarizados, la composición de componentes nuevos a la empresa, los interfases compartidos entre componentes, módulos y subsistemas y el grado de sustitución de componentes (Hsuan, 2000a). Otros factores que influyen son las capacidades de manufactura de las partes involucradas, su diseño organizacional, las características de la relación o asociación proveedor-usuario y el pronóstico tecnológico del producto en cuestión. LA ARQUITECTURA INTEGRAL Y MODULAR... 77 Esas razones explican que la dificultad de construir y aprovechar el diseño modular de un producto lleva a que se requiera (Lara, 2000): cercanía geográfica y social entre los actores del proceso de producción; un lenguaje “cuasi-público”17; relaciones estables y durables entre las partes; un núcleo tecnológico de I&D que sea capaz de unir, dar coherencia y administrar el proceso; visión estratégica; estímulos para cambiar, y una organización y capacidad de producir y distribuir. En este sentido, este autor subraya que la arquitectura modular surge como respuesta a la complejidad, que sus objetivos son los de controlar el orden y la variabilidad del proceso18 mediante la estandarización, el incremento en la variedad de productos y la flexibilización de los procesos de manufactura. Esto se obtiene porque este tipo de arquitectura permite ajustar los productos a las preferencias de los consumidores usando diferentes combinaciones de bloques de componentes; disminuir la obsolescencia tecnológica; reducir el costo del control de calidad; aumentar la flexibilidad del ensamble; incrementar la variedad por la mejora incesante de diseños, y hacer flexibles los procesos manufactureros, ya que con componentes comunes se crean variantes de productos. A continuación se complementa lo hasta aquí expuesto, con la revisión de las arquitecturas cerrada y abierta y el análisis del impacto que tiene la modularidad en el diseño en la estructura organizacional económica, especialmente en la conformación de clusters modulares. Esto último se presenta, no obstante que la industria automotriz todavía no ha generado un cluster modular. 4. Arquitectura Cerrada y Cluster de Modularización En el marco del diseño o arquitectura modular existe la posibilidad de que la firma organice la proveeduría de un módulo a través de la producción interna o de la subcontratación19, es decir, que seleccione entre una arquitectura cerrada o una abierta. Sin embargo, en el caso de la industria automotriz debido a que el avance de la modularización sólo está desarrollada para ciertos módulos y subsistemas, el sistema de 17 Es el leguaje de los estándares y normas, que si bien es difundido, sólo puede ser comprendido por un grupo específico de empresas. 18 La variabilidad es el concepto que sirve para captar la naturaleza de coordinación de los sistemas complejos, cuya evolución debe ser vista como co-evolución de diferentes sistemas complejos que para sobrevivir deben competir y cooperar. Se requiere alentar la variabilidad pero sin generar inestabilidad (con orden), esto es, lograr variaciones que no provoquen ruptura con la trayectoria tecnológica (Lara, 2000). 19 La producción de los módulos la lleva a cabo una o múltiples empresas externas a la firma en cuestión. ECONOMIA Y SOCIEDAD. AÑO X, NO. 16. JULIO-DICIEMBRE DE 2005 78 ensamblaje es principalmente cerrado (aunque, como ya se explicó, hay diferencias entre empresas y regiones. Las plantas occidentales son más abiertas). En opinión de Fujimoto y Takeishi (2001), el factor clave para avanzar hacia la arquitectura abierta en esta industria es la estandarización de las interfases, pero, esto definitivamente no puede alcanzarce a través de la manufactura de automoviles de gasolina con placas de acero. En su opinión, habrá un cambio hacia una arquitectura “más abierta” con la llegada de los autos eléctricos20. Por otro lado, en lo que respecta a la manera en la que la estructura de diseño afecta la estructura organizacional económica (empresas y mercados)21 y el proceso de evolución de la industria, a continuación se aborda lo relativo a los clusters modulares teniendo como base lo expuesto en el punto tres de este documento. Para Baldwin y Clark (2000), el diseño modular y su correspondiente estructura de tareas, hacen posible un tipo de estructura industrial, que denominan “cluster modular”. Este se conforma por un grupo de firmas y mercados que fungen como anfitriones para la evolución de un conjunto de diseños modulares. Un cluster de este tipo sólo tiene lugar cuando la arquitectura de un artefacto está modularizada y su evolución está vinculada también a la evolución del artefacto. La explicación es la siguiente. 20 Aunque Fujimoto y Takeishi (2001), no amplían este último punto de su apreciación. Su afirmación parece derivarse de la acelerada convergencia eléctrico-electrónico-automotriz, que llevará a que el vehículo impulsado por electricidad (VIE) sustituya al de combustión interna y a que el desarrollo de este tipo de vehículos facilitará la arquitectura modular y abierta. Sin embargo, este proceso de definición implica un momento de “espera relativa” para la modularización, ya que la industria atraviesa por un momento que no sólo exige la resolución de cuellos de botella tecnológicos, sino también para reconfigurar estrategias de aprendizaje tecnológico (Lara, 1999). Entre los retos que se enfrentan para desarrollar los VIE (Lara:2000a), se encuentra la creación de un nuevo material conductor que además de conducir energía eléctrica, conduzca información. La revolución microelectrónica esta utilizando la fibra óptica como conductor porque es capaz de: convertirse en "sensor" pequeño e integrado directamente en los materiales; proveer de una elevada capacidad de aislamiento eléctrico e inmunidad a interferencias electromagnéticas, soportar un gran número de sensores de alto rendimiento, y alimentar con volúmenes precisos y cada vez más pequeños de energía eléctrica a cada uno de los subsistemas y de los componentes electrónicos. Esta tecnología de la fibra óptica permite crear sistemas más compactos; reducir el número de terminales; simplificar el ensamble de módulos y arneses; reducir el número de los componentes; incrementar la confiabilidad del sistema; disminuir el peso y volumen de los arneses, y finalmente, reducir el costo y la inversión. 21 En el caso de la industria de la computación (la más desarrollada en arquitectura modular), entre los ochenta y noventa, la evolución del diseño modular dio lugar a que se sustituyera “un cuasi-monopolio, por un gran “cluster modular” (Baldwin y Clark, 2000:6) LA ARQUITECTURA INTEGRAL Y MODULAR... 79 “Un diseño modular y su correspondiente estructura de tareas hace posible un tipo particular de industria, llamado ‘cluster modular’. En este, las tareas de diseño y producción de diferentes partes (módulos) de un artefacto complejo están dispersos en muchas firmas distintas. Las actividades de éstas se coordinan por reglas de diseño que gobiernan los principales parámetros de diseño de los artefactos. La aceptación de las reglas de diseño asegura que los módulos producidos por las diferentes empresas del cluster trabajan juntos como un sistema funcional”. Las empresas de un cluster modular, que realizan trabajo en equipo para llevar a cabo subconjuntos de tareas interdependientes, además de estar conectadas por reglas de diseño, están vinculadas una con otra y con el sistema económico por un conjunto de insumos, trabajo y capital; de allí que subconjuntos de empresas del cluster deben colaborar creando esos mercados para facilitar la transferencia de bienes, servicios e información entre ellos y con el medioambiente.Es así que, la modularidad del artefacto se hace visible en la forma en que se organiza su diseño y producción; la estructura de tareas del mismo, determina la estructura de la industria a través de los grupos de trabajo. Esto es, en torno a un artefacto con diseño modular es posible el desarrollo de subindustrias de empresas y mercados organizados alrededor de módulos que emergerán y evolucionarán en paralelo. Al respecto, la continuidad en la modularidad del artefacto se presenta como resultado de la multiplicación y descentralización de opciones de diseño y en función de la vinculación entre los grupos de trabajo y los costos de agencia y transacción implicados. El número de grupos de trabajo encargados de diseñar (y producir) crecerá, mientras que simultáneamente las fuerzas de los costos mencionados (que tienden a unir a los grupos de trabajo), disminuirán. En contraste con la evolución de diseño que ocurre en el artefacto y las tareas, el proceso de descentralización tiene lugar a nivel firma y mercado. Movimientos de entrada, salida y reestructuración (por ejemplo, fusiones, adquisiciones o coinversiones) dan cuenta del mismo y, en el tiempo, tienen lugar en respuesta a cálculos locales del valor de nuevas industrias y subindustrias. Este proceso de evolución del cluster es dinámico y adaptativo y está basado en la búsqueda descentralizada de valor por parte de muchas ECONOMIA Y SOCIEDAD. AÑO X, NO. 16. JULIO-DICIEMBRE DE 2005 80 personas que actuán sobre la base de cálculos de ventajas locales y que visualizan y buscan valor en un espacio complejo de diseños. De esta manera, cuando los diseño complejos están organizados como estructuras modulares y las empresas están organizadas en clusters modulares, los diseños y la industria que los provee coevolucionan. Esta coevolución de diseños y empresas afectará todos los niveles del sistema económico en la medida en que “la evolución del diseño genera nuevos artefactos, diseños y estructuras de tareas y la evolución de la industria [del cluster] genera nuevas empresas, contratos y estructuras industriales. Ambos procesos dinámicos y descentralizados se afectan mutuamente” (Baldwin y Clark, 2000:414). 5. Conclusiones A finales de los noventa, en la industria automotriz se puso en marcha el sistema de producción que incorpora en su logística la recepción de módulos de ciertas partes del automóvil. Estos módulos son provistos por grandes empresas que los entregan en la propia línea de ensamble, con lo que la ensambladora obtiene las ventajas que ofrece la subcontratación y la aplicación de la entrega “justo a tiempo” (JIT). Esta forma de organización y contratación de la producción involucra la cercanía entre proveedores y ensambladora, cercanía que no sólo es de conocimientos y comunicación sino también geográfica, por lo que da lugar a la conformación de agrupamientos industriales altamente especializados, caracterizados por generar un producto con cada vez mayor complejidad tecnológica. Sin embargo, la modularización del proceso productivo y de las relaciones inter empresa hasta el momento permanecen dándose en el marco de un diseño o arquitectura principalmente integral y no modular. Esto en buena medida explica también que la arquitectura del automóvil (y en especial su ensamblaje) sigua siendo básicamente cerrada. Debido a que la propia complejidad tecnológica del automóvil hace falta avanzar en la estandarización de las interfases. Esta es la razón por la que la modularización está LA ARQUITECTURA INTEGRAL Y MODULAR... 81 desarrollada solamente para ciertos módulos y subsistemas. Para avanzar hacia una arquitectura modular y abierta, Fujimoto y Takeishi (2001b:15), señalan que para los ensambladores, “la clave de la modularización exitosa descansa probablemente en la cooperación y coordinación cercanas entre sus funciones de desarrollo, producción y compras, así como de proveeduría”. Por su parte, respecto a las actitudes y estrategias que las empresas deben adoptar en el caso del diseño modular, Lasry (2001: 8 y 10) considera que debido a que este tipo de diseño “da lugar a la posesión de la propiedad tecnológica. [Para aprovecharlo], las empresas deben desarrollar no solo competencias técnicas, sino también habilidades inter organizacionales necesarias para forjar alianzas y configurar dimensiones críticas de mérito y solución de problemas de la industria”. En la actualidad son muchos los factores que se constituyen en presiones competitivas no sólo para las grandes ensambladoras automotrices, sino también para sus proveedores: la modificación de la fuente de energía del auto; los avances tecnológicos de los sistemas eléctrico-electrónicos, de información y comunicación; los adelantos hacia la arquitectura modular; los requerimientos ambientales y de seguridad; entre otros. Esto explica que las proveedoras de los primeros niveles de proveeduría de la ensambladora, para constituirse como tales, hayan debido cumplir con una serie de requisitos técnicos y organizacionales, de competencias, calidad, flexibilidad, logística, y velocidad de respuesta altamente específicos. Se han adaptado a los requerimientos de la ensambladora automotriz en su paso de la arquitectura integral-cerrada hacia la modularización (de hecho están contribuyendo a que esto último se dé), y ha sido así en la medida en que, entre otras cosas, han dado prioridad a la asimilación de innovaciones tanto técnicas como organizacionales. La creciente complejidad tecnológica del automóvil y la presión de la competencia claramente explican el proceder actual de las ensambladoras y de sus proveedoras principales. Ambas han registrado un fuerte movimiento a nivel mundial: fusiones, adquisiciones, alianzas estratégicas, alianzas de capital y acuerdos tecnológicos. Estas estrategias han provocado la selección de empresas proveedoras más competentes, dando lugar a la desaparición de muchos proveedores y a que las seleccionadas ocupen posiciones muy importantes dentro de la cadena de producción. ECONOMIA Y SOCIEDAD. AÑO X, NO. 16. JULIO-DICIEMBRE DE 2005 82 La resolución e incorporación de las actuales presiones tecnológicas en el marco de una arquitectura de diseño modular del automóvil no se presentan como un reto fácil. En el momento que se registre, prevalecerá en la industria automotriz la constitución de un cluster o clusters modulares en los que sin duda se registrarán cambios interesantes dentro de las empresas, entre empresas y en el mercado. Esto explica que en la actualidad proveedores y ensambladores busquen establecer estrategias que les permitan desarrollar competencias y capacidades adecuadas y oportunas, acordes con los requerimientos tecnológicos que tienen y que se les pueden presentar. Bibliografía Baldwin, C. y C. Kim, (2003). Managing in an Age of Modularity en Garud, R., Kumaraswamy, A y Langlois, R. (editors), Managing in The Modularity Age. Architectures, Networks, and Organizations, Blackwell Publishing, Oxford. Baldwin, C. y C. Kim, (2000). Design Rules. 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