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AUTOMATIZACION DE LA PRODUCCION

AUTOMATIZACION INDUSTRIAL

PRODUCCION / MANUFACTURA

Proceso de Manufactura

Materia prima

Material procesado

Desechos

Maquinaria/Herramientas/

Energía/Trabajo manual

FABRICACION FLEXIBLEMRP

TECNOLOGÍA DE GRUPOSCELULAS DE

MANUFACTURA

CIM

FABRICA DEL

FUTURO

JUST IN TIME

CAD/CAM

EN LA CARRERA COMPETITIVA … ¿POR

DONDE EMPEZAR?

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MERCADO MUNDIAL

• Globalización• Creciente competencia internacional• Demanda por bajo costo y altos requisitos de

calidad (cliente define precio y producto)• Creciente variedad de productos• Corto ciclo de vida del producto• Creciente costo de mano de obra• Maquinaria y equipo computarizado

TENDENCIAS EMPRESARIALES

• Competitividad global no en función del uso sino de la creación e innovación de tecnología

• Competencia no es fin en sí misma y se combate vía la cooperación e innovación

• Especialización• Downsizing• Uso óptimo de recursos (JIT)• Calidad como parte del producto

• Integración del conocimiento – Desarrollo del recurso humano

• Flexibilidad y agilidad en la manufactura• Satisfacción del cliente mas allá de la entrega

del producto• Personalización del producto• Definición de estándares de excelencia

TENDENCIAS EMPRESARIALES

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JUSTO A TIEMPO

Estrategia para lograr una mejora continua de los procesos de manufactura a través de la eliminación del desperdicio de TIEMPO y RECURSOS

PROCESOS DE MANUFACTURA

RECURSOS- CAPITAL - PERSONAL - ENERGIA - TECNOLOGIA

TIEMPO

BIENES

DESPERDICIOS

VISION DEL JIT

• Compromiso continuo y permanente al logro de la excelencia en todas las fases de producción

• Solo añadir valor y no costo al producto

• Solo la cantidad correcta de exactamente el material correcto en justo el tiempo correctoen exactamente el lugar correcto

PERSONALIZACION DEL PRODUCTO(PANASONIC EN JAPON)

• El cliente entra en la fábrica

• Se le toman sus medidas

• Se le hace una bicicleta a la medida el mismo día

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INDUSTRIA AUTOMOTRIZ

• El cliente selecciona de un menú en computadora sus requerimientos para un automóvil

• En el computador se generan los datos de CAD/CAM que se envían a la planta

• 3 días mas tarde se entrega el vehículo a la distribuidora

Un automóvil en 3 días

¿FABRICA CON FUTURO?

Proyección (SAMSUNG)“Para sobrevivir en el mundo comercial actual debemos producir una VARIEDAD de productos de alta tecnología en CANTIDADES pequeñas”.

Ello redefine la forma organizacional de la empresa y exige la modernización de su tecnología

¿Automatizar diseño?

FORMA

FUNCION

NO CAMBIO

NO CAMBIO

CAMBIO

CAMBIO IMPLICITO

REETIQUETADO

DISEÑO VIRTUAL

REEMPACADO

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Tipos de diseño

• Reetiquetado: Cambios superficiales (color, instrucciones, lenguaje, decoración)

• Implícito: Cambios que adaptan el producto a nuevas demandas sin cambios en la forma.

• Reempacado: Se logra por ajuste del tamaño, dimensiones, o apariencia del producto

DISEÑO VIRTUAL

Representa el mayor reto. Pone al cliente en el centro del diseño del producto.Se le presentan al cliente las opciones y capacidades del producto. Será capaz de expresar sus necesidades y sumergirse en un ambiente virtual para probar la satisfacción de sus necesidades.

Diseño influye en Manufactura

Si la necesidad de generar nuevos productos es el objetivo principal, la empresa deberá tomar en cuenta ello para la organización de planta y adecuarla a los nuevos requerimientos.

Un diseño virtual en nivel avanzado (máxima integración con herramientas computacionales de dibujo, modelado, diseño, cálculo y documentación) hacen que sea imperativo flexibilizar al máximo la manufactura.

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CANTIDAD vs VARIEDAD

CANTIDAD DE PRODUCTOS

VARIEDAD DE PRODUCTOS

¿FLEXIBILIDAD O AGILIDAD?

• Manufactura Flexible

• Manufactura Ágil

MANUFACTURA FLEXIBLE

Concepto de manufactura que permite que se proceda rápidamente a reconfigurar el sistema de producción para pasar de la producción de un lote A a la producción de un lote B.

Los cambios a los que responde la flexibilidad son ANTICIPADOS

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MANUFACTURA FLEXIBLE

RESPONDE A: • Mercados dinámicos• Cambios frecuentes de diseño

REQUIERE DE:• Maquinaria flexible (computarizada)• Nueva distribución de planta• Cambio de herramental• Personal entrenado y preparado• Software especial y sencillo de usar

MANUFACTURA AGIL

• AGILIDAD es la medida por la cual se determina la habilidad de una empresa para reaccionar rápidamente a CAMBIOS SUBITOSe INESPERADOS en la demanda de sus productos, sin dejar de obtener utilidades.

• Con ella, la empresa busca tener a sus clientes en cualquier parte del mundo con productos personalizados a sus necesidades.

UNA EMPRESA FLEXIBLE NO ES

NECESARIAMENTE AGIL

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MANUFACTURA AGIL

Una empresa AGIL requiere:

– Ser flexible– Eliminar pérdidas y desperdicios de

recursos a todo nivel de la producción (lean production)

– Implementar una red efectiva de proveedores

– Tener Manufactura Virtual– Realizar cambios de calidad

MANUFACTURA AGIL

Los cambios impredecibles se pueden categorizar en los dominios de:– Creación: Nuevos productos– Capacidad: Aumentarla o disminuirla– Habilidad: de añadir o quitar recursos– Reconfiguración: Cambio de las relaciones entre módulos– Migración: Cambio de los conceptos fundamentales– Performance: Trabajo con lo inesperado en tiempo real– Mejoras: En incremento contínuo– Recuperación: Reacción rápida ante fallas y conexión de

alternativas seleccionadas

MANUFACTURA VIRTUAL

Ambiente computacional que modela y simula la manufactura del producto

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MANUFACTURA VIRTUAL

Permite:– Modelar y Simular: Realizar actividades de

manufactura en la computadora

– Predecir y evaluar: ¿Qué pasaría si las actividades fueran llevadas a cabo realmente?

– Realizar mejoras: Antes de realmente llevar a cabo las actividades de manufactura

Base fundamental de CAM

“Llévense a mis trabajadores y déjenme mis fábricas y pronto la hierba crecerá en ellas. Llévense mis fábricas y déjenme mis trabajadores y pronto tendremos nuevas y mejores industrias”

Andrew Carnegie

(1835-1919)

AUTOMATIZACION INDUSTRIAL

Tecnología que se encarga de la aplicación de complejos sistemas mecánicos, electrónicos y computacionales en la operación y control de sistemas productivos.

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NIVELES DE AUTOMATIZACION

• 0 : Uso manual de herramientas• 1 : Mecanización• 2 : Automatización de ciclo abierto• 3 : Sistemas retroalimentados• 4 : Controles adaptivos• 5 : Inteligencia Artificial

INTELIGENCIA…

• … para agilizar el diseño.

SISTEMAS EXPERTOS

• … para agilizar la manufactura.

INTELIGENCIA AMBIENTAL

Si mañana ves a alguien hablando a una pared, pensarás que está loco.....…en pocos años nadie le mirará, porque todo el mundo lo hará.

Por qué?

Porque en el 2015 la pared y otras cosas de tuentorno tendrán “inteligencia”.

Inteligencia Ambientalen manufactura

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VENTAJAS DE AUTOMATIZAR

• Incremento de productividad• Reduce desperdicios• Procesos mas precisos y eficientes• Calidad mas consistente• Reduce inventarios• Reduce tiempos de fabricación

CONSIDERACIONES AL AUTOMATIZAR

• Gran inversión de capital• Mercado expandido• Puede generar desempleo o periodo de dificil

transición• Beneficios llegan después de vencer la curva de

arranque• Fuerte resistencia por desconocimiento• Nuevas tecnologías son inestables al inicio• Automatizar luego de estandarizar el proceso• Automatización total no es objetivo en sí sino la

calidad, servicio, productividad, etc.

Automatización Rígida

Automatización Flexible

Automatización Computarizada

TIPOS DE AUTOMATIZACION

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Automatización Rígida(Hard Automation)

• Término aplicado a sistemas en los cuales los pasos de procesamiento y su secuencia están fijos por la configuración del equipo.

• Alta inversión inicial, altas velocidades de producción, bajo costo unitario (masiva), alto tiempo de ajuste e inflexibilidad.Ejemplo: línea de transferencia para fabricar monoblocks

Automatización Flexible(Soft Automation)

• Término aplicado a sistemas en los cuales los equipos empleados se diseñan con la capacidad de cambiar los pasos de procesamiento y secuencia para producir diferentes estilos de piezas.

• Un programa controla el proceso mediante un conjunto de instrucciones codificadas que son interpretadas por el equipo. Un cambio en la producción implica cambios en el programa.

Automatización Flexible(Soft Automation)

• Las velocidades de producción son más bajas que las de automatización rígida.

• Cantidades de producción bajas o medianas.

• Flexibilidad.

• Ejemplo: centro de mecanizado CNC

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Producción masiva con máquinas programables

Recomendable no por la flexibilidad sino por:

• Mayor control de proceso.

• Posibilidad de recopilación de datos.

• Proporciona una adecuada interfaz persona-máquina.

Ejemplos de automatización flexible

• Controladores Lógicos Programables (PLC)

• Robótica Industrial.

• Máquinas de control numérico (NC)

AUTOMATIZACION COMPUTARIZADAAdemás de las características de la automatización flexible, presenta las siguientes características:

• Maquinaria INTEGRADA y CONECTADA a una o mas COMPUTADORAS

• Computadoras supervisan los procesos (transmiten órdenes de trabajo, reciben reportes de otras máquinas, analizan datos)

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• Redes conectadas en internet para telemanufactura, supervisión, mantenimiento, etc

• Da paso al establecimiento de empresas virtuales

• Se almacena conocimiento y no inventario

• Ejemplo: Sistema de Manufactura Flexible (FMS)

AUTOMATIZACION COMPUTARIZADA

ESTRATEGIAS PARA LA AUTOMATIZACION DE LA PRODUCCION

• Especialización de operaciones: Equipos, maquinaria especializada para desarrollar una operación con la máxima eficiencia.

• Usar operaciones combinadas: Combinar operaciones en secuencia para realizarlas en una sola etapa o en una sola estación de trabajo.

• Usar operaciones simultáneas: Implica no solo combinar operaciones sino realizarlas simultáneamente.

ESTRATEGIAS PARA LA AUTOMATIZACION DE LA PRODUCCION

• Integración de operaciones: Ocurre cuando varias estaciones de trabajo se unen en un solo equipo y en donde varias piezas o productos pueden producirse.

• Reducir tiempos de ajuste: Al combinar operaciones se reduce el número de ajustes, pero se debe buscar reducir el tiempo de cada ajuste resultante.

• Mejorar el manejo de materiales: Reducir distancias, realizar movimientos suaves o manejar cargas grandes.

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ESTRATEGIAS PARA LA AUTOMATIZACION DE LA PRODUCCION

• Control y optimización de procesos: Usar las computadoras con estrategias de retroalimentación, optimización, secuenciación, control adaptivo, control distribuido.

• Uso de bases de datos computarizados: Para emplearlas en el diseño, planeamiento de procesos y planeamiento de la producción.

• Control de manufactura computarizada: Control a nivel planta para una mejor administración: la capacidad de planta, programación de la producción, tiempos de fabricación, control de inventarios, control de calidad, uso de centros de costos.

ISLAS DE AUTOMATIZACION

• Se denominan así a cada una de las soluciones de automatización aplicadas en diferentes áreas de la empresa para obtener beneficios y soluciones concretas en determinado punto de proceso.

• El término “ISLA” se refiere a que aun no están integradas (pudiendo estarlo) normalmente por encontrarse en etapa inicial o prueba.

MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA (CIM)

CIM provee de asistencia computacional, automatización y un alto nivel de integración en todos los niveles de una industria manufacturera.

BASE DE DATOS

CAD

FMS

PROCESOS ADMINISTRATIVOS

CAM

ENLAZA ISLAS DE AUTOMATIZACION