SEP DGEST SNEST

CERRO AZUL, VER. A DICIEMBRE DEL 2010

UNIDAD 5.- AUTOMATIZACIÓN EN LA MANUFACTURA

MATERIA:

SISTEMAS DE MANUFACTURA

TEMA:

AUTOMATIZACION EN LA MANUFACTURA

PRESENTAN:TEODORO HERNANDEZ RUBENIGLESIAS CRUZ JOSE EDUARDO

CATEDRATICO:ING. SERGIO ROCHA RIOS

CARRERA:

ING. INDUSTRIAL

5.1.- DEFINICIÓN, TIPOS Y USOS DENTRO DE LAS DIFERENTES OPERACIONES DE MANUFACTURA.

Durante años, pocas compañías pensaban que las Operaciones y sus Procesos podían ser una fuente importante de ventajas competitivas. A medida que las empresas Japonesas se convirtieron en competidores globales y dominaron amplios sectores de la producción industrial (automóviles, electrodomésticos, productos electrónicos, etc.), décadas de los setenta y ochenta, es que las empresas americanas empiezan a estudiar los motivos de estos éxitos. Los gerentes occidentales entendieron que para recuperar competitividad tenían que lograr que las operaciones sea parte fundamental de una estrategia corporativa orientada básicamente a:

Agregar valor a los productos

Atender eficientemente las necesidades de los clientes.

Al ser los mercados más globalizados y competitivos el reconocimiento del rol de operaciones es cada vez más importante. De esta manera se desarrollan e implementan nuevos conceptos y herramientas de Gestión de Operaciones tales como:

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

Para la automatización de procesos, se desarrollaron máquinas operadas con Controles Programables (PLC), actualmente de gran ampliación en industrias como la textil y la alimentación. Para la información de las etapas de diseño y control de la producción se desarrollaron programes de computación.

Dibujo (CAD),

Diseño (CADICAE),

Manufactura CAM, para el manejo de proyectos, para la planeación de requerimientos, para la programación de la producción, para el control de calidad, etc.

SISTEMAS DE MANUFACTURA

Calidad Total, Just in Time,

Reingeniería de Negocios,

Manufactura racionalizada

MRPII, ERP, Cadena de Suministro, Comercio

Electrónico, etc.

Con la ayuda de estas tecnologías de información, la producción industrial de los países ha conocido un ritmo de crecimiento cada vez más elevado en los últimos años. Por ejemplo, le Información amplia enormemente la capacidad de controlar la producción con máquinas de control computarizado y permite avanzar hacia mayores y más complejos sistemas de automatización, unas de cuyas expresiones más sofisticadas y más ahorradoras de trabajo humano directo son los robots, los sistemas flexibles de producción y los sistemas de automatización integrada de la producción (computer integrad manufacturing CIM).La mayor calidad en los productos se logra mediante exactitud de las máquinas automatizadas y por la eliminación de los errores propios del ser humano; lo que a su vez repercute grandes ahorros de tiempo y materia al eliminarse la producción de piezas defectuosas. La flexibilidad de las máquinas permite su fácil adaptación tanto a una producción individualizadas y diferenciada en le misma línea de producción, como el cambio total de la producción. Esto posibilita una adecuación flexible a las diversas demandas del mercado.

ACTIVIDAD DE DISEÑO EN UN SISTEMA DE MANUFATURA

SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA

MERCADOTECNIA CONTABILIDAD FINANZAS

DISEÑO MANUFACTURA PRODUCTO

PLANIFICACION Y CONTROL

CONCEPTUALIZACION DEL DISEÑO Y AXIOMAS

IDENTIFICACION DE FUNCION DEL PRODUCTO

MODELACION DEL PRODUCTO

SELECCIÓN DEL MATERIAL DISEÑO PARA UNA EFICIENTE MANUFACTURA

DIMENSIONAMIENTO Y TOLERANCIAS

DISEÑO DEL PRODUCTO

Módulo Flexible de Manufactura (FMM) Celda Flexible de Manufactura (FMC) Grupo Flexible de Manufactura (FMG) Sistema Flexible de Producción (FPS) Línea Flexible de Manufactura (FML)

MÓDULO FLEXIBLE DE MANUFACTURA (FMM)

CELDA FLEXIBLE DE MANUFCATURA (FMC)

Consiste en varios FMM’s organizados de acuerdo a los requerimientos particulares del producto.

GRUPO FLEXIBLE DE MANUFACTURA (FMG)

INTERCAMBIO DE HERRAMIENTAS

INTERCAMBIO DE PALLETSINTERCAMBIO DE PARTES

FMM 1

FMM 2

FMM 3

FMM nAGV

Un FMG es una combinación entre FMM´s y FMC´s en la misma área de manufactura y unidos mediante un sistema de manejo de material, como los AGV (Vehículos Guiados Automáticamente)

SISTEMA FLEXIBLE DE PRODUCCION (FPS)

Un FPS consiste de FMG´s que conectan diferentes áreas de manufactura tales como:• Fabricación• Maquinado• Ensamble

LINEA FLEXIBLE DE MANUFACTURA (FML)

ALIMENTACION DE PARTES

DESCARGA DE PARTES

FMG 1 FMG 2

FMM1

AVG AVG

ALMACENAMIENTO AUTOMATIZA DE HERRAMIENTAS

ALMACENAMIENTO AUTOMATIZADO DE

HERRAMIENTAS

FMM1 FMM2

AVG

AVG

Línea Flexible de Manufactura es una serie de máquinas especializadas (dedicadas), conectadas por AGV´s, robots, conveyors o algún otro tipo de dispositivo automático de transporte.

Las nuevas tecnologías de automatización Industrial:1.- Los Robots2.- Sistemas CAD-CAM3.- Máquinas herramientas automatizadas.4.- Software5.- Accesorios6.- Sujetadores y pallets7.- Componentes y sistemas de comunicación8.- Sistemas de control9.- Sensores y equipos de medición10.- Ingría. De sistemas11.- Equipos de manejo de materiales

Manufactura Flexible*Adaptabilidad*Calidad*Respuesta*Oportunista

Desde mediados de los años setenta las posibilidades de automatización integrada han aumentado rápidamente gracias a los adelantos en la robótica.

ESTACION 1 ESTACION 2 ESTACION n

AVG

AVG

AVG AVG

En las máquinas herramienta de control numérico, en los sistemas flexibles de producción, y en el diseño y manufactura asistidos por computadora (CAD/CAM).

El principal papel de los robots. Es articular diferentes máquinas y funciones productivas; transporte, manejo de materiales, maquinado, carga y descarga, etc. mediante su capacidad para desempeñar diversas tareas u operaciones.

Estas diversas aplicaciones industriales implican la clasificación de los robots en cuatro tipos de operaciones efectuadas:

Robots de manejo de materiales: carga y descarga de máquinas herramienta, moldeado de plástico.

Robot. de tratamiento de superficie: pintura

Robots de en ensamblaje y transferencia.

Robot. de soldadura

Robots de procesamiento por calor; moldeado, prensado, etc.

5.2.- HADWARE Y SOFWARE PARA AUTOMATIZACION

ANTECEDENTES

En estados unidos la producción de plus valor, busca la ventaja tecnológica y organizativa en su campo específico incrementando así sus ganancias. Su proceso de acumulación y a su capacidad innovativa generadora de nuevas y superiores formas de apropiación de la naturaleza.

La tecnología electro informática los elementos determinantes son el microprocesador o cerebro de la computadora y la memoria. El microprocesador contiene las instrucciones de funcionamiento plasmadas objetivamente en el diseño de sus circuitos, pero es incapaz de funcionar sin el apoyo de una memoria o almacén de datos que deben ser utilizados en el funcionamiento básico de la computadora.

En las tecnologías de aplicación programable (TAP) se expresan las dos ramas del electro informático bajo la imagen de hardware y software o CAM CAD, de manera que identificaremos cada una de ellas y marcaremos su importancia relativa. En el caso del CAM, los sistemas programables son principalmente tres: robots, máquinas herramienta de control numérico y sistemas de manufactura flexible, siguiendo su orden de complejidad.

EMPRESAS EN SOFTWARE

Las dos empresas líderes en software son Microsoft Systems e IBM. La primera controla el llamado sistema operativo, de uso universal y obligado y que constituye una especie de equivalente general en al campo de la electro informática. IBM se encuentra en la frontera del desarrollo de los sistemas de CAD-CAE y la inteligencia artificial. Este liderazgo se mantiene en las redes de comunicación de datos con Novell y la disputa en todo caso se encuentra ubicada entre Novell, IBM y General Motors.

DEFINICION DE SOFTWARE

Software en la automatización – El control de procesos computarizado es el uso de programas digitales en computadora para controlar el proceso de una industria, hace el uso de diferentes

tecnologías como el PLC está guardado en el proceso de una computadora. Hoy en día el proceso computarizado es muy avanzado ya que los procedimientos de datos y otras funciones se pueden controlar más. La fuerte unión del software con el hardware en los sistemas electromecánicos requiere de un sistema de validación completo. Los ingenieros están cambiando de una simple ejecución de fase de “despliegue” a una ejecución de fases de “diseño-prototipo-desplegado”.

La fase de diseño incluye la simulación de características mecánicas, térmicas y de flujo de los componentes del hardware en el sistema, adicional a los algoritmos y lógica de control que podrían controlar estos componentes

EL HADWARE

Los sistemas de automatización de mañana desempeñarán tareas complejas en una variedad de productos, con frecuencia de manera simultánea. Los retos del hardware en el diseño de dichos

sistemas son lograr flujo del proceso, la producción, y el tiempo de funcionamiento mientras se logra cumplir la compleja tarea de automatización.

CARACTERISTICAS:

1. Flujo del Proceso.- La velocidad de su máquina afecta directamente el flujo del proceso. Para lograr grandes velocidades.

2. Producción.- La reducción de desechos con alto nivel de repetición es clave para lograr una mejor producción.

3. Tiempo de Funcionamiento.- Una máquina moderna requiere un manejo de más de 10 productos en la misma línea de manufactura.

AUTOMATIZACION

Automatización es la tecnología que trata de la aplicación de sistemas mecánicos, electrónicos y de bases computacionales para operar y controlar la producción. Capacidad para cambiar partes del programa sin perder tiempo de producción y la Capacidad para cambiar sobre algo establecido físicamente asimismo sin perder tiempo de producción.

RAZONES PARA LA AUTOMATIZACION

Incrementa la productividad Alto costo de mano de obra

Mano de obra escasa Tendencia de mano de obra con respecto al sector de servicios Seguridad Alto costo de materiales en bruto Mejora la calidad del producto Reduce el tiempo de manufactura Reducción del proceso de inventarios

· Alto costo de la no automatización

5.3.- INGENIERIA CONCURRENTE

Concepto de Ingeniería ConcurrenteLa ingeniería concurrente, también llamada por muchos autores ingeniería simultánea, es un fenómeno que aparece a principios de la década de los ochenta en el Japón y que llega a Europa a través de América, fundamentalmente Estados Unidos, a finales de esa misma década. El objetivo de una empresa industrial es, en pocas palabras: "Diseñar productos funcionales y estéticamente agradables en un plazo de lanzamiento lo más corto posible, con el mínimo coste, con el objetivo de mejorar la calidad de vida del usuario final". Evidentemente, este objetivo se debe alcanzar dentro de la filosofía del libre mercado, donde la industria debe vivir de sus propios recursos. La ingeniería concurrente que ahora se aborda es una filosofía basada en sistemas informáticos y, como la gran mayoría de estos sistemas, su aportación fundamental consiste en una muy evolucionada forma de tratar la información disponible. Bajo esta idea se han planteado diversas posibles definiciones pero quizá la que mejor responde a esta idea es: "Filosofía de trabajo basada en sistemas de información y fundamentada en la idea de convergencia, simultaneidad o concurrencia de la información contenida en todo el ciclo de vida de un producto sobre el diseño del mismo". Englobando en el diseño del producto tanto el propio producto como el sistema productivo que lo hace posible.

Esta filosofía de trabajo involucra, dentro de una compañía, a todas las personas y entes que participan de cualquier manera en el ciclo de vida de un producto en la responsabilidad del diseño del mismo.

Evidentemente, el diseño ya no es una tarea unipersonal, es una tarea de equipo. Es responsabilidad del equipo y, por tanto, las decisiones importantes deben ser tomadas en función de la información aportada por cada una de las personas afectadas, haciendo referencia directa a proveedores y subcontratistas.

Diseño tradicional frente a diseño concurrenteCon objeto de aclarar algunas ideas relativas a la concurrencia, convergencia o simultaneidad de la información necesaria para la elaboración de un proyecto de diseño, se puede analizar, aunque sea superficialmente, el diseño de algún producto de los que se encuentran en el mercado. Analicemos el caso concreto del diseño, por ejemplo, del sistema de aire acondicionado que va a llevar un edificio: "Un arquitecto proyecta un edificio, nave, vivienda u oficina y, normalmente, debe prever la instalación de algún tipo de acondicionamiento de aire. Para dimensionar su edificio, necesita datos de volumen relativos al sistema de aire acondicionado, volúmenes que ha de prever en sus planos. Pero el instalador del sistema no le dará las dimensiones de los equipos que necesita si no ve previamente los planos del edificio a acondicionar. No se puede definir el sistema de aire acondicionado si no se ha dimensionado previamente el edificio. No se puede dimensionar el edificio si no se hacen las previsiones oportunas para habilitar los espacios necesarios que habrá de ocupar el sistema de aire acondicionado que todavía no se ha definido. Hace falta una concurrencia en el diseño. No hace falta entrar en la complejidad de los elementos que se han de tener en cuenta para poder levantar cualquier construcción. Se da por supuesto que, tras no pocas idas y venidas, el edificio se construye. El edificio es ocupado por una empresa que desea ubicar sus oficinas. La distribución es aparentemente válida, pero no ha pasado un mes y ya se han levantado cuatro mamparas, se ha tirado un tabique y se ha ampliado el despacho del director general, que no era suficientemente grande. Como consecuencia de ello, aquella persona que debería tener una ventana a la izquierda para recibir luz indirecta, tiene que situar su mesa de espaldas a la misma con lo que la luz del día se refleja permanentemente en su pantalla y le obliga a cerrar las persianas para poder trabajar.

Además, no se sabe por qué extraña razón, se le ha colocado su mesa debajo de la salida de un chorro de aire frío que le provoca un resfriado permanente."

Evidentemente, en este esquema hay algo que falla. Y lo que falla no es nada especialmente complejo, es falta de información. La solución a éste y cualquier problema de diseño pasa por que se coordinen las herramientas necesarias para hacer que la información relativa al producto, teniendo en cuenta todo su ciclo de vida, esté a disposición del equipo de diseño. Ante un proyecto de diseño, por sencillo que parezca, el volumen de información que se maneja y se hace necesario es tal que obliga a la concurrencia de varias personas, cada una de ellas aportando su "algo" al diseño. Y la mejor forma de coordinar este flujo de información es mediante herramientas informáticas. Se está entrando ya en el diseño concurrente. La aplicación de las nuevas tecnologías a cualquier fase del desarrollo de nuevos productos tiene que perseguir como objetivos fundamentales la innovación en los productos y la reducción del tiempo de desarrollo y por ende el tiempo de ‘puesta en el mercado’.

Diseño concurrente e ingeniería simultánea

Como se ha indicado al principio, la ingeniería concurrente es también denominada, quizá no muy correctamente, ingeniería simultánea y, hoy en día, también ingeniería corporativa. Aun cuando los conceptos se aplican indistintamente, existe una pequeña diferencia de matiz que es necesario apuntar. La ingeniería concurrente propiamente dicha nace de la concurrencia o retroalimentación de información desde áreas de fabricación hacia diseño al objeto de diseñar al mismo tiempo el producto y el sistema de fabricación del producto.

Esta idea evoluciona rápidamente y obtiene una concurrencia de información no sólo de fabricación hacia diseño, sino de todos los demás elementos implicados (figura 1).

Desde el punto de vista de planificación, la filosofía de concurrencia implica una idea de simultaneidad de tareas al abordarse en paralelo tanto el diseño del producto como el diseño del sistema de fabricación, los esquemas de montaje y embalaje, el plan de lanzamiento e incluso la

obsolescencia. Este hecho hace que en sectores de planificación y organización no se hable de ingeniería concurrente sino de ingeniería simultánea (figura 2).

Figura 3. Coste comprometido frente a coste incurrido

Figura 4. Coste de la modificación

Ingeniería corporativaLa evolución de los sistemas de diseño asistido es ciertamente muy rápida. Una compañía puede tener hoy día dos profesionales trabajando en paralelo uno en las oficinas centrales en España y otro en fábrica en el sudeste asiático. Estas dos personas pueden estar comunicadas trabajando en el mismo proyecto,

manejando los mismos planos y las mismas aplicaciones informáticas de cálculo y además hablando y "viéndose la cara" a través de la pantalla del ordenador. Esta tecnología es la misma que la que se ha utilizado siempre cuando dos técnicos hablan a través del teléfono mientras analizan unos planos que previamente se han enviado por un sistema tradicional como el correo postal o el fax. Gracias al correo electrónico el envío de información y la comunicación se hizo en su momento mucho más ágil, pero esta situación ha llegado a su punto de máxima utilidad con la incorporación de sistemas basados en Internet. La aparición de Internet ha marcado un hito en las comunicaciones en general, pero también ha entrado de lleno en las utilidades de los sistemas de diseño asistido. Bajo este planteamiento, cuando son varias las personas de una misma compañía las que trabajan bajo esta filosofía, ya no se habla sólo de ingeniería concurrente o simultanea, sino que se abarca un concepto más ambicioso que hoy en día se denomina ingeniería corporativa.

Análisis de costesEl factor coste, como siempre, es el factor fundamental de cara a la evaluación de la idoneidad de la aplicación de estas tecnologías. El estudio de la variación del coste de una modificación en función de la fase del proyecto en la que nos encontremos puede ser un factor decisivo a la hora de aplicar estas tecnologías. Pero una cosa es el coste real, coste incurrido, y otra muy distinta el denominado coste comprometido. En la figura 3 se aprecia la diferencia entre uno y otro desde la perspectiva de las diferentes fases del proyecto. Los costes derivados de las fases de diseño no pasan de ser dedicados a la adquisición de papel y a la utilización de horas de ordenador. Pero las decisiones que en esta fase se toman condicionan sobremanera el coste de fabricación y pruebas, razón por la que el análisis económico no debe ser de costes incurridos sino de costes comprometidos. Como resultado del análisis se obtiene la gráfica recogida en la figura 4, en la que se presenta el coste de una modificación, un cambio, frente al momento en el que éste se produce.

AplicacionesCon objeto de profundizar un poco más en el campo de la ingeniería concurrente y su campo de aplicabilidad en el diseño industrial, se procede a analizar situaciones reales que se dan hoy en día en diversos sectores como son:

- Diseño mecánico. - Montaje.

Como se ha visto a lo largo de estas líneas, el mayor logro de la ingeniería concurrente consiste en la interrelación e integración de herramientas informáticas. De entre estas herramientas se debe destacar una de fundamental valor, el simulador.

El simulador es un sistema informático que, en base a la información contenida, es capaz de hacer una previsión de funcionamiento de un prototipo virtual y, con ello, ayudar al equipo de diseñadores a adecuar sus especificaciones a la funcionalidad del conjunto.

Figura 5. Sistemas informáticos en ingeniería concurrente

Diseño mecánicoQuizá sea en el campo del diseño mecánico el sector en el que más ha avanzado la ingeniería concurrente. Ello es debido probablemente a que el diseño del automóvil, conjunto de elementos mecánicos acoplados con precisión, ha estado sometido a fuertes exigencias para obtener cada vez más y mejores resultados. También se ha de apuntar que en el sector del automóvil Japón es un líder indiscutible, y su liderazgo se debe, sin lugar a dudas, a su capacidad para elaborar y poner en funcionamiento herramientas cada vez más sofisticadas de diseño y fabricación automatizadas, herramientas entre las cuales, la ingeniería y diseño concurrentes son un engranaje más. El campo del diseño mecánico tuvo una primera fase en la que los dibujos y planos de piezas se elaboraban con sistemas informáticos, los primitivos sistemas de diseño asistido en dos dimensiones, que tenían por misión realizar con un ordenador las mismas tareas que previamente había realizado el delineante proyectista sobre su mesa de trabajo. Estos sistemas evolucionaron rápidamente hacia sistemas más sofisticados, consiguiéndose con ellos herramientas muy potentes de modelizado de sólidos capaces de mover piezas en el espacio y generar planos en dos dimensiones a partir del modelizado en tres dimensiones. Estos sistemas siguen evolucionando y han avanzado hacia el diseño concurrente.

El diseño concurrente en este sector se transcribe a una concurrencia diseño-fabricación a la hora de fabricar una pieza. En este sentido, el diseñador puede, sobre su puesto de trabajo, crear la pieza a diseñar con su modelizador de sólidos.

A su vez, basándose en herramientas de diseño asistido, puede generar los planos detallados en dos dimensiones de la pieza, planos que pueden ser analizados y corregidos por un tercero, que puede ser el cliente, el responsable de fabricación o el responsable de montaje, o mejor

todos a la vez. Asimismo, en base a herramientas informáticas, el diseñador puede, sobre su propio puesto de trabajo, simular el proceso de fabricación con herramientas de control numérico, y el montaje, por ejemplo robotizado, de la pieza.

En ambos casos, el propio diseñador o cualquier otro usuario puede detectar un error en un plano generado en dos dimensiones. También es posible que, al ejecutar un programa de mecanizado en el simulador, se pueda detectar un posible fallo. Pues bien, la potencia de los sistemas de diseño concurrente puede llegar al punto en que, al hacer una modificación sobre los planos 2D, el propio sistema es capaz de regenerar los 3D acorde con la modificación. E incluso si se modifica el programa de fabricación de una pieza, el propiosistema es capaz también de modificar y regenerar tanto el modelo 3D inicial como los 2D obtenidos a partir de él. Como se puede apreciar, con esta tecnología se está entrando en la fabricación sin papeles. La planta de producción donde la información se trasmite única y exclusivamente mediante sistemas informáticos.

Figura 6. Del plano en dos dimensiones a la pieza real pasando por la simulación delMecanizado.MontajeEn el campo del montaje todavía se debe localizar otro factor importante en la idea de la concurrencia en la transmisión de información de diseño. Si en la fase de montaje, simulado por supuesto, se detecta un problema que afecta a más de una pieza, por ejemplo un ajuste, la modificación introducida, que afecta a varias piezas, debe ser capaz de ser procesada en todas de una manera automática, sin obligar al diseñador a recordar y localizar cuáles son las piezas

a las que esta modificación pueda afectar. Se gestionan las modificaciones de manera automática, sin intervención exterior, único elemento que garantiza que el conjunto guarda su integridad y su coherencia intrínseca.

Como se ha visto, la cantidad de información que necesita el equipo de diseño es de tal magnitud que su manejo mediante métodos convencionales se hace poco menos que inviable. Se hace necesario, por tanto, la utilización de los ordenadores y de los sistemas informáticos como herramientas habituales de diseño.

Pero la utilización de estas herramientas no acaba haciendo lo mismo pero de otra manera, muy al contrario, la mejor manera de sacar partido a estos sistemas es utilizarlos en toda su potencialidad, aprovechando la capacidad de los mismos y evolucionando poco a poco los propios métodos de diseño y desarrollo de productos.

Figura 7. Simulación de ensamblado

Perspectivas de futuroTal como se ha apreciado hasta el momento, se tiende a trabajar con gran cantidad de información, obtenida de muy diferentes fuentes, capaz de saturar el cerebro más privilegiado. Hace falta, y se hace imprescindible, la utilización del ordenador. Se hace necesario de nuevo que todas las personas relacionadas directa o indirectamente con el producto se responsabilicen, en la medida correspondiente, en el diseño del mismo, desde el departamento de estudios de mercado hasta el servicio postventa. Es responsabilidad de los directores de desarrollo el facilitar esta tarea, de forma que si un técnico no ve facilitada esta labor, no será su responsabilidad sino de los propios directivos de la compañía.

Para todo ello se hace necesario realizar un replanteamiento de los procedimientos clásicos de desarrollo de productos y adecuarlos a la tecnología actual, la tecnología de la información, que pasa, necesariamente, por la ingeniería concurrente.

5.4.- EL PROCESO DE AUTOMATIZACIÓN: ETAPAS, PROBLEMAS, REQUERIMIENTOS, PROCEDIMIENTOS Y RECOMENDACIONES.

AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS

Automatización, sistema de fabricación diseñado con el fin de usar la capacidad de las máquinas para llevar a cabo determinadas tareas anteriormente efectuadas por seres humanos, y para controlar la secuencia de las operaciones sin intervención humana. El término automatización también se ha utilizado para describir sistemas no destinados a la fabricación en los que los dispositivos programados o automáticos pueden funcionar de forma independiente o semi-independiente del control humano. En comunicaciones, aviación y astronáutica, dispositivos como los equipos automáticos de conmutación telefónica, los pilotos automáticos y los sistemas automatizados de guía y control se utilizan para efectuar diversas tareas con más rapidez o mejor de lo que podrían hacerlo un ser humano.

ETAPAS DE LA AUTOMATIZACIÓN

La fabricación automatizada surgió de la íntima relación entre fuerzas económicas e innovación técnica como la división de trabajo, la transferencia de energía y la mecanización de las fábricas, y el desarrollo de las máquinas de transferencia y sistemas de realimentación, como se explica a continuación.

La división del trabajo (esto es, la reducción de un proceso de fabricación o de prestación de servicios a sus fases independientes más pequeñas), se desarrolló en la segunda mitad del siglo XVIII, y fue analizada por primera vez por el economista británico Adam Smith en sus libro Investigación sobre la naturaleza y causas de la riqueza de las naciones (1776).

En la fabricación, la división de trabajo permitió incrementar la productividad y reducir el nivel de especialización de los obreros. La mecanización fue la siguiente etapa necesaria para la evolución hasta la automatización. La simplificación del trabajo permitida por la división de trabajo también posibilitó el diseño y construcción de máquinas que reproducían los movimientos del trabajador. A medida que evolucionó la tecnología de transferencia de energía, estas máquinas especializadas se motorizaron, aumentando así su eficacia productiva. El desarrollo de la tecnología energética también dio lugar al surgimiento del sistema fabril de producción, ya que todos los trabajadores y máquinas debían estar situados junto a la fuente de energía.

La máquina de transferencia es un dispositivo utilizado para mover las piezas que se está trabajando desde una máquina herramienta especializada hasta otra, colocándola de forma adecuada para la siguiente operación de maquinado. Los robots industriales, diseñados en un principio para realizar tareas sencillas en entornos peligrosos para los trabajadores, son hoy extremadamente hábiles y se utilizan para trasladar, manipular y situar piezas ligeras y pesadas, realizando así todas las funciones de una máquina de transferencia. En realidad, se trata de varias máquinas separadas que están integradas en lo que a simple vista podría considerarse una sola.

En la década de 1920 la industria del automóvil combinó estos conceptos en un sistema de producción integrado. El objetivo de este sistema de línea de montaje era abaratar los precios. A pesar de los avances más recientes, éste es el sistema de producción con el que la mayoría de la gente asocia el término automatizado.

REALIMENTACIÓN

Un elemento esencial de todos los mecanismos de control automático es el principio de realimentación, que permite al diseñador dotar a una máquina de capacidad d autocorrección. Un ciclo o bucle de realimentación es un dispositivo mecánico, neumático o electrónico que detecta una magnitud física como una temperatura, un tamaño o una velocidad, la compara con la norma establecida, y realiza aquellas acciones preprogramadas necesarias para mantener la cantidad medida dentro de los límites de la norma aceptable.

El principio de realimentación se utiliza desde hace varios siglos. Un notable ejemplo es el regulador de bolas inventado en 1788 por el ingeniero escocés James Watt para controlar la velocidad de la máquina de vapor. El conocido termostato doméstico es otro ejemplo de dispositivo de realimentación.

En la fabricación y en la producción, los ciclos de realimentación requieren la determinación de límites aceptables para que el proceso pueda efectuarse; que estas características físicas sean medidas y comparadas con el conjunto de límites, y que el sistema de realimentación sea capaz de corregir el proceso para que los elementos medidos cumplan la norma.

Mediante los dispositivos de realimentación las máquinas pueden ponerse en marcha, pararse, acelerar, disminuir su velocidad, contar, inspeccionar, comprobar, comparar y medir. Estas operaciones suelen aplicarse a una amplia variedad de operaciones de producción.

USO EN LA INFORMÁTICA

El advenimiento del ordenador o computadora ha facilitado enormemente el uso de ciclos de realimentación en los procesos de fabricación. En combinación, las computadoras y los ciclos de realimentación han permitido el desarrollo de máquinas controladas numéricamente (cuyos movimientos están controlados por papel perforado o cintas magnéticas) y centros de maquinado (máquinas herramientas que pueden realizar varias operaciones de maquinado diferentes).

La aparición de la combinación de microprocesadores y computadoras ha posibilitado el desarrollo de la tecnología de diseño y fabricación asistidos por computadora (CAD/CAM). Empleando estos sistemas, el diseñador traza el plano de una pieza e indica sus dimensiones con la ayuda de un ratón o Mouse, un lápiz óptico u otro dispositivo de introducción de datos. Una vez que el boceto ha sido determinado, la computadora genera automáticamente las instrucciones que dirigirán el centro de maquinado para elaborar dicha pieza.

Otro avance que ha permitido ampliar el uso de la automatización es el de los sistemas de fabricación flexibles (FMS). Los FMS han llevado la automatización a las empresas cuyos bajos volúmenes de producción no justificaban una automatización plena. Se emplea una computadora para supervisar y dirigir todo el funcionamiento de la fábrica, desde la programación de cada fase de la producción hasta el surgimiento de los niveles de inventario y de utilización de herramientas.

Asimismo, aparte de la fabricación, la automatización ha influido enormemente sobre otras áreas de la economía. Se utilizan computadoras pequeñas en sistemas denominados procesadores de textos, que se están convirtiendo en la norma de la oficina moderna. Esta tecnología combina una pequeña computadora con una pantalla de monitor de rayos catódicos, un teclado de máquina de escribir y una impresora. Se utilizan para editar textos, preparar cartas, etc. El sistema es capaz de realizar muchas otras tareas que han incrementado la productividad de la oficina.

LA AUTOMATIZACIÓN EN LA INDUSTRIA

Muchas industrias están muy automatizadas, o bien utilizan tecnología de automatización en alguna etapa de sus actividades. En las comunicaciones, y sobre todo en el sector telefónico, la marcación, la transmisión y la facturación se realizan automáticamente. También los ferrocarriles están controlados por dispositivos de señalización automáticos, que disponen de sensores para detectar los convoyes que atraviesan determinado punto. De esta manera siempre puede mantenerse un control sobre el movimiento y ubicación de los trenes.

No todas las industrias requieren el mismo grado de automatización. La agricultura, las ventas y algunos sectores de servicios son difíciles de automatizar.

Es posible que la agricultura llegue a estar más mecanizada, sobre todo en el procesamiento y envasado de productos alimenticios. Sin embargo, en muchos sectores de servicios, como los supermercados, las cajas pueden llegar a automatizarse, pero sigue siendo necesario reponer manualmente los productos en las estanterías.

El concepto de automatización está evolucionando rápidamente, en parte debido a que las técnicas avanzan tanto dentro de una instalación o sector como entre las industrias. Por ejemplo, el sector petroquímico ha desarrollado el método de flujo continuo de producción, posible debido a la naturaleza de las materias primas utilizadas.

En una refinería, el petróleo crudo entra en un punto y fluye por los conductores a través de dispositivos de destilación y reacción, a medida que va siendo procesada para obtener productos como la gasolina. Un conjunto de dispositivos controlados automáticamente, dirigidos por microprocesadores y controlados por una computadora central, controla las válvulas, calderas y demás equipos, regulando así el flujo y las velocidades de reacción.

Por otra parte, en la industria metalúrgica, de bebidas y de alimentos envasados, algunos productos se elaboran por lotes. Por ejemplo, se carga un horno de acero con los ingredientes necesarios, se

calienta y se produce un lote de lingotes de acero. En esta fase, el contenido de automatización es mínimo. Sin embargo, a continuación los lingotes pueden procesarse automáticamente como láminas o dándoles determinadas formas estructurales mediante una serie de rodillos hasta alcanzar la configuración deseada.

Cada una de estas industrias utiliza máquinas automatizadas en la totalidad o en parte de sus procesos de fabricación. Como resultado, cada sector tiene un concepto de automatización adaptado a sus necesidades específicas. En casi todas las fases del comercio pueden hallarse más ejemplos. La propagación de la automatización y su influencia sobre la vida cotidiana constituye la base de la preocupación expresada por muchos acerca de las consecuencias de la automatización sobre la sociedad y el individuo.

LA AUTOMATIZACIÓN Y LA SOCIEDAD

La automatización ha contribuido en gran medida al incremento del tiempo libre y de los salarios reales de la mayoría de los trabajadores de los países industrializados. También ha permitido incrementar la producción y reducir los costes, poniendo autos, refrigeradores, televisores, teléfonos y otros productos al alcance de más gente.

EmpleoSin embargo, no todos los resultados de la automatización han sido positivos. Algunos observadores argumentan que la automatización ha llevado al exceso de producción y al derroche, que ha provocado la alienación del trabajador y ha generado desempleo. De todos estos temas, el que mayor atención ha recibido es la relación entre la automatización y el paro.

Ciertos economistas defienden que la automatización ha tenido un efecto mínimo, o ninguno, sobre el desempleo. Sostienen que los trabajadores son desplazados, y no cesados, y que por lo general son contratados para otras áreas dentro de la misma empresa, o bien en el mismo trabajo en otra empresa que todavía no se ha automatizado.

Hay quienes sostienen que la automatización genera más puestos de trabajo de los que elimina. Señala que aunque algunos trabajadores pueden quedar en el paro, la industria que produce la

maquinaria automatizada genera más trabajos que los eliminados. Para sostener este argumento suele citarse como ejemplo la industria informática. Los ejecutivos de las empresas suelen coincidir en que aunque las computadoras han sustituido a muchos trabajadores, el propio sector ha generado más empleos en fabricación, venta y mantenimiento de ordenadores que los que ha eliminado el dispositivo.

Por otro lado, hay líderes sindicales y economistas que afirman que la automatización genera paro y que, si no se controla, llevará a la creación de un vasto ejército de desempleados. Sostienen que el crecimiento de los puestos de trabajo generados por la administración pública y en los sectores de servicio han absorbido a quienes han quedado desempleados como consecuencia de la automatización, y que en cuanto a dichos sectores se saturen o se reduzcan los programas gubernamentales se conocerá la auténtica relación entre la automatización y el desempleo.

BIBLIOGRAFIA

Investigación desarrollada y enviada por:María del Mar Espinosa mespinosa@ind.uned.esDomínguez, M. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales – UNED - Madrid

http://sifunpro.tripod.com/automatizacion.htm http://digital.ni.com/worldwide/latam.nsf/web/all/A946B3967FE32BE08625717F001552C7?OpenDocument&node=165720_esa http://www-306.ibm.com/software/os/zseries/newsletter/mainstreamed10_es.html http://redem.buap.mx/t1cecena.html http://www.ipcommtronix.com/SolAutProInd.htmAdministración y dirección de operaciones, Chase Aquilano. MC Graw Hill.Abdón Sánchez Sossa. universidad nacional de Colombia febrero 2000. http://www.cdi.org.pe/tema_0032004.htm http://www.monografias.com/trabajos6/auti/auti.shtml