manufactura y automatizacion

Ingeniera e InvestigacinISSN: [email protected] Nacional de ColombiaColombia

Crdoba Nieto, ErnestoManufactura y automatizacin

Ingeniera e Investigacin, vol. 26, nm. 3, diciembre, 2006, pp. 120-128Universidad Nacional de Colombia

Bogot, Colombia

Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=64326315

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REVISTA INGENIERA E INVESTIGACIN VOL. 26 No.3, DICIEMBRE DE 2006 (120-128)

Manufactura y automatizacinManufactura y automatizacin

Manufacturing and automation

Ernesto Crdoba Nieto1

RESUMENEl artculo registra conceptos y definiciones de diferentes fuentes sobre automatizacin. El trabajo manifiesta un enfoque de la automatizacin hacia los procesos de manufactura en virtud de la experiencia por la que ha transitado el autor de este artculo en la temtica de produccin manufacturera. Se invocan variadas miradas del por qu y para qu se emprenden proyectos de automatizacin. De otra manera se remarca el discurrir tec-nolgico en los progresivos avances o etapas de la automatizacin en la esfera productiva. A partir de repensar el problema de automatizacin y en atencin a su vigente actualidad, se retoman planteamientos de Coriat y Freyssenet, en especial lo referido a la relacin que tiene el problema de compatibilizar el nivel de automatizacin con la flexibilidad y la productividad demandadas en la manufactura de categora mundial competitiva.

Palabras clave:Palabras clave: automatizacin industrial, manufactura automatizada, sistemas flexibles de manufactura, celdas modulares de manufactura.

ABSTRACTThe article presents concepts and definitions from different sources concerning automation. The work approaches automation by virtue of the authors experience in manufacturing production; why and how automation projects are embarked upon is considered. Technological reflection regarding the progressive advances or stages of automation in the production area is stressed. Coriat and Freyssenets thoughts about and approaches to the problem of automation and its current state are taken and examined, especially that referring to the problems relationship with reconciling the level of automation with the flexibility and productivity demanded by competitive, worldwide manufacturing.

Keywords: Keywords: industrial automation, manufacturing automation, flexible manufacturing system, modular manufac-turing cell

Recibido: septiembre 29 de 2005Aceptado: octubre 9 de 2006

con la ayuda de modelos matemticos que describen tanto la propia tecnologa como la actividad analtica y reguladora humana.

Es la presencia de sistemas automticos de direccin en los procesos tecnolgicos que aseguran su optimizacin sin la intervencin directa del hombre. La produccin adquiere as el aspecto de un ciclo automtico que puede reestructurarse con rapidez y eficiencia.

Merriam Webter sugiere una interesante definicin de automatizacin: mtodo de controlar automticamente la operacin de un aparato artefacto, proceso o sistema integrado por diversos componentes a travs de medios mecatrnicos electrnicos y computacionales que sustitu-yen los rganos sensitivos y la capacidad de decisin del ser humano (ST Derby, 2005, pp. 8).

1 Ingeniero mecnico. M.Sc. en ingeniera de produccin. Profesor, Departamento de Ingeniera Mecnica y Mecatrnica, Facultad de Ingeniera, Universidad Nacional de Colombia, Bogot. Director, Grupo de Investigacin en Nuevas Tecnologas de Diseo, Manufactura y Automatizacin Categora A-Colciencias. [email protected]

Concepto de automatizacinLa automatizacin industrial, considerada como el manejo de la informacin en las empresas para la toma de decisiones en tiempo real, incorpora la informtica y el control auto-matizado para la ejecucin autnoma y de forma ptima de procesos diseados segn criterios de ingeniera y en con-sonancia con los planes de la direccin empresarial (DNP, Colciencias. Plan Estratgico del Programa Nacional de Desarrollo Tecnolgico Industrial y Calidad, 2000-2010).

El concepto de automatizacin (del griego autos que significa por s mismo y maiomai que significa lanzar) correspon-de a la necesidad de minimizar la intervencin humana en los procesos de gobierno directo en la produccin, vale decir, ahorrar esfuerzo laboral (Gutirrez et al., 1994).

Los procedimientos lgicos humanos se encomiendan a mquinas automatizadas especiales, ordenadores, las cuales procesan informacin mucho ms rpido que el hombre,

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La automatizacin es, esencialmente, la convergencia de tres tecnologas: mecnica, electrnica e informtica, que paulatinamente han venido tejiendo una convergencia reticular como es el universo especfico de la mecatrnica, como se esquematiza en la Figura 1 (Facultad de Ingeniera y Ciencias - Proyecto de Ingeniera Mecatrnica, Universidad Nacional. 2001).

Figura 1. La automatizacin: una convergencia de tecnologas

Una anotacin pertinente debe hacerse sobre la mecatr-nica. Tanto la bioqumica, la lingstica computacional, la neurociencia, la nanotecnologa, la mecatrnica, entre otros nuevos vectores de despliegue del conocimiento, pueden ser entendidos como resultado de la convergencia de disci-plinas previamente separadas o compartimentadas ya que paulatinamente han transitado hacia la multidisciplinariedad o conocimiento transdisciplinar y objetivamente rebasan el enfoque monodisciplinar y segmentado de campos diversos del saber como la qumica, la mecnica, la electrnica, la TIC, la ciencia de los materiales, la robtica. Esos nuevos vectores del conocimiento es lo que hoy constituye el sus-trato de la tecnociencia, puesto que tienen potencialidad dinmica para habilitar ampliamente el desarrollo tecnol-gico y de la misma ciencia de manera amplia y transversal, porque sus impactos no se centran en un objetivo especfico ni en un dominio limitado de aplicaciones.

El profesor e investigador T. Ihsii, de la Universidad de To-kio, sugiere interesantes orientaciones sobre el tema de la mecatrnica y la manufactura. Segn Ihsii, el actual nivel de desarrollo de la tecnologa automatizada se diferencia como del cielo a la tierra de aquel estadio conocido de la electrome-cnica, conjugacin integrada de la mecnica, la electrotecnia y la electrnica aplicada. Esta diferenciacin cualitativa l sugiere interpretarla a travs del desenvolvimiento histri-co que ha tenido la automatizacin en los dominios de la produccin y de la actividad social del hombre. Se conoce que la automatizacin se orienta a suplir el trabajo riesgoso, repetitivo y cansino que cumpla el hombre, mientras que en la actualidad la automatizacin ha modelado como su

principal objeto de estudio y aplicacin aquel relacionado con la fuente intelectual del trabajo... En esta direccin, Ihsii prev que al final de la primera dcada del siglo XXI se apreciarn elevados saltos de calidad en el desarrollo de la mecatrnica en virtud de los progresivos avances de la microelectrnica y la informtica. (Ihsii, 1998).

Por qu y para qu automatizar procesos de manufactura industrialLa experiencia industrial nacional e internacional denota varias consideraciones que direccionan cmo acometer el proyecto de automatizacin, destacndose algunas pautas como el mejoramiento de estndares de calidad, la reduccin de prdidas en produccin, el incremento de la repetibilidad y la estabilidad de los procesos de manufac-tura, la reduccin del trabajo fsico y repetitivo, obtencin de mayor continuidad de la produccin en das feriados, mejoramiento de la relacin costo beneficio, el predominio de visin abierta para dimensionar la necesidad, y seleccin de la oferta tcnica y econmica ms viable en trminos de tecnologa de automatizacin.

Por otra parte, es fundamental realizar la adecuada y certera definicin del sistema automatizado (mquina proceso) en cuanto a rangos requeridos de calidad, grado de fia-bilidad y disponibilidad tcnica, nivel de productividad (Throughput rates) (...el incremento de la productividad a largo plazo solo es sostenible a travs de alzas en el valor agregado incorporado en la produccin, es decir, de la relacin producto / factores, entendido el producto como la innovacin y los factores de eficiencia y productividad) (Metcalfe, 1998), garanta de asistencia tecnolgica, nivel de automatizacin requerido y relacin costo de inversin vs. utilidad / beneficio.

En el contexto competitivo demarcado por el incesante cambio tcnico innovativo, resulta imperativo modificar la composicin y estructura actual del capital en la industria colombiana (en especial de la MyPIME) para facilitar el de-sarrollo tecnolgico mediante investigaciones en tecnologa y emprendimiento paulatino de proyectos de innovacin y automatizacin escalable lo cual se configura en una orientacin importante de Colciencias (DNP, Colciencias, Plan Estratgico del Programa Nacional de Desarrollo Tec-nolgico, Industrial y Calidad, 20052015).

Ahora bien: acometer el diseo del proyecto de automa-tizacin implica desenvolverse en un fuerte escenario de presin que es dimensionado de un lado, por la variable de ser oportuno (Quick time to market), y de otro lado, ser competitivo en trminos de calidad y precio. Adems es importante tener claridad respecto a la justificacin de la au-tomatizacin flexible frente a la dedicada Hard Automation la cual no puede ser fcilmente modificada y reprogramada para atender otra tarea diferente a la usual; en otras palabras, la Hard Automation no es eficaz en un escenario cambiante de operaciones en produccin, lo que conduce a mayores costos operativos (Changeover costs).

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Igualmente, es pertinente otra observacin a los proyectos de automatizacin industrial, puesto que deben realizarse y tambin reportar impactos reales en un lapso de tiempo, entre dos y doce meses, ya que tiempos mayores de im-plementacin conducen a prdidas econmicas y atraso tecnolgico en virtud del acelerado cambio tcnico que hoy induce la dinmica de las innovaciones.

Es as que para procurar ser eficaces en el desarrollo de pro-yectos viables de automatizacin, la experiencia industrial seala algunos tpicos metdicos interesantes (ST Derby, 2005, pp. 11-17):

- Observar y conocer disponibilidad y tendencias estado del arte de la automatizacin en mquinas y procesos.

- Procurar un enfoque abierto y creativo frente a varias alternativas de automatizacin.

- Mirada retrospectiva de cmo actuara el ser humano u otros organismos en determinadas rutinas de accin.

- Aplicar una estrategia integrada de ndole mecatrnica.

Puede ser de inters relacionar las opiniones expresadas por el autor, en la dcada anterior, en el libro de Colciencias (Crdoba, 1993, pp. 222-226), respecto a la automatizacin como componente vital del proceso de modernizacin en-marcado en las estrategias de reestructuracin de servicios productivos prioritarios. Sobre la automatizacin industrial hay un cuestionamiento implcito de la acepcin tradicional sobre las ventajas comparativas. Hoy, al hablar de la compe-titividad y las ventajas comparativas, debe indagarse sobre la potencialidad de un pas en relacin con el componente tecnolgico de innovacin y la posibilidad de insercin y desarrollo de automatizacin industrial y de los nuevos modelos aplicados en la gestin empresarial, precisamente la reconversin tecnolgica no puede estar diseada ex-clusivamente en atencin al nivel de obsolescencia de los equipos y de las mquinas, pues esta valoracin unilateral puede inducir equivocadamente al reemplazo impreparado de la capacidad instalada por equipos modernos de base informatizada. Ms bien resulta conveniente y rentable adelantar un primer estadio de automatizacin con dispo-sitivos dedicados de control automtico en las mquinas, o mediante la utilizacin de sistemas de lgica de control como son los controladores programables, que posibilitan eficazmente automatizar ciclos bsicos operativos de proce-sos, y as por etapas gradualmente transitando por dominios ms complejos de la automatizacin y del cambio tcnico. Tambin tiene impacto significativo tanto para la pequea empresa tipo taller Job shop, como para la gran empresa con elevados volmenes de produccin, modelar la va de acometer proyectos de automatizacin con nfasis en la seguridad operativa industrial del nivel OSHA Ocupation Safety & Health Automation y la sistematizacin de la red de bases de datos en el negocio de la empresa, desde la logstica hasta el soporte informatizado de la trazabilidad y buenas prcticas de manufactura.

El ciclo del proceso de manufactura - fundamento de la automatizacinLa historia del desarrollo de la automatizacin en la pro-duccin industrial se ha desenvuelto en los dos grandes escenarios que definen la eficiencia productiva de la ma-nufactura: el componente tecnolgico de los equipos y de los procesos que, por otro lado, es complementado con la eficacia organizacional del trabajo productivo.

Ahora bien: desde el punto de vista de la estructura del proceso de manufactura, la automatizacin abarca los as-pectos cualitativos y cuantitativos del proceso tecnolgico. En la parte cualitativa del proceso tecnolgico se tienen asuntos como el tipo de proceso a utilizar (nivel de C & T incorporados), la estructura del flujo de proceso y de operaciones tecnolgicas, la escogencia y adopcin de la tecnologa requerida (equipos, instrumentos, insumos, comunicacin.).

En la parte cuantitativa del proceso tecnolgico se esta-blece el grado de diferenciacin y concentracin de la manufactura segn criterios de productividad y calidad, el rango de parmetros de proceso de acuerdo con el plan maestro de produccin, la distribucin en planta de acuerdo con el CAPP.

El modelo contemporneo y competitivo de manufactura gil y esbelta contiene en destacado nivel los aspectos cuali-tativos y cuantitativos de la manufactura industrial automati-zada. En la Figura 2 se ilustra por el autor una esquematiza-cin con diagramas de bloques de la creciente insercin de la variedad de aplicaciones de la automatizacin y las TIC tecnologas de informacin y computacin en el entorno industrial manufacturero (Crdoba, 2003).

Figura 2. Modelo hacia manufactura gil en entorno automa-tizado

Se presentan abreviaturas en ingls por ser lo usual y estndar en la temtica universal de los procesos de manufactura.

x(t) : Plan general de produccin variable en el tiempo

y(t) : Salida de productos conformes y rentabilidad social, variables en el tiempo

f(t) : Perturbacin del entorno sobre el plan y condiciones de produccin

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SergioNota adhesivae presenta el desarrollo de un software CAPP, para la generacin de tecnologas de procesos de manufactura para el torneado, taladrado y fresado

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Etapas graduales de insercin de la automatizacin en procesos de manufacturaSe presenta una semblanza del trnsito que ha experimen-tado la produccin manufacturera de tecnologas intensivas en mano de obra hacia tecnologas extensivas e intensivas en conocimiento y cambio tecnolgico como lo es la au-tomatizacin.

Primera etapa: automatizacin del ciclo del proce-so de manufactura

Paulatinamente se estructur a partir del avance tecnolgico de los tres sistemas bsicos de una mquina:

Sistema motriz de impulsin

Sistema de transmisin y de ejecucin funcional tecno-lgica

Sistema integrado de gobierno y control del proceso.

Los tres determinan la capacidad funcional operativa, la productividad y la calidad desplegada por la mquina.

Recurdese que durante la ejecucin del ciclo del proceso de manufactura, la mquina desempea tanto trabajos de transformacin de la calidad del producto que configuran los tiempos productivos, como tambin trabajos suplementarios de preparacin y acondicionamiento del ciclo del proceso que conforman los tiempos improductivos.

La automatizacin industrial ha desplegado sus avances en estos dos dominios del ciclo de proceso de manufactura a partir de las mquinas automticas monofuncionales hasta los hoy conocidas como centros de manufactura (Manufac-turing Center CNC) y transfer machine programadas.

Figura 3. Ambiente integrado de automatizacin

Segunda etapa: automatizacin de sistemas de mquinas

Tiene que ver con la automatizacin de un sistema integrado de mquinas y de su entorno para cumplir simultneamente procesos de transformacin, control y ensamblaje. La pri-mera expresin de esta etapa fueron las lneas automticas en produccin que hoy se han transformado en celdas y sistemas flexibles de manufactura (FMS) con amplia inser-cin de la robtica y los robustos sistemas inteligentes de

control automatizado. En la actualidad esta integracin en red de procesos y mquinas se conoce como manufactura celular y modular, con elevada asimilacin de automatiza-cin flexible.

En la Figura 3 (Crdoba, 2004) el autor muestra un ambiente integrado de automatizacin entre la esfera productiva y la gestin de operaciones de gerencia en la perspectiva de lograr flexibilidad y estabilidad en la manufactura, desarro-llado como parte del proyecto de investigacin Colciencias Universidad Nacional Industrias Ramfe Ltda.

Tercera etapa: automatizacin de la planta-em-presa como un conjunto

Se ha orientado hacia la automatizacin de toda la empresa como un sistema total (ver Figura 4). El paradigma de esta tendencia se expresa en el sistema integrado de manufac-tura -CIM-, que comprende no solamente la parte fsica de los procesos productivos sino que tambin incluye el planeamiento, la logstica y el control de la produccin en funcin del entorno de la demanda y de las previsiones de las condiciones operativas para la produccin en planta.

Este estadio de la automatizacin industrial es hoy alcanzable en virtud del adelanto en los sistemas informativos integrados en red y por la ascendente fiabilidad del componente fsico de hardware (microelectrnica y mecnica de precisin).

A partir de los aportes de la Escuela Japonesa (Ohno, 1993) debe remarcarse que en la manufactura todo tiempo uti-lizado en actividades que no agregan valor al producto es considerado como improductivo. En la filosofa del justo a tiempo son todas las prdidas reseadas por categoras MUDA, MURA, MURI. Hay dos etapas bsicas de prdidas

por tiempos improductivos:

Prdidas en el ciclo del proceso

Suministro y transporte de material

Colocacin y fijacin del material

Acercamiento y retiro de los conjuntos mviles de trabajo en las mquinas.

Programacin del ciclo de trabajo y su respectiva simulacin operaciones de prueba y ajuste tec-nolgico de equipos.

Prdidas externas al ciclo del proceso

Este tipo de prdidas se agrupan en dos conjuntos. El pri-mero se relaciona con aquellas causas tcnicas de fiabilidad inducidas por el nivel inadecuado de calidad tecnolgica de los equipos y de los procesos.

El segundo grupo son aquellas prdidas provenientes por la deficiente planeacin y dbil gestin de los procesos pro-ductivos. Esta tendencia de la tecnologa blanda es quizs la ms compleja de abordar y superar por su naturaleza menos abierta (menos tcnica).

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A manera de ilustracin, se resean algunas fuentes de prdidas:

Inapropiado nivel de gestin y gerencia.

- Productos defectuosos por inestabilidad del proceso y deficiente reglaje de los equipos.

- Preparacin, colocacin y reglaje de las herramientas e instrumentos, sin observancia de los paradigmas SMED u OTED (Single Minute Exchange of Dies One Touch Exchange of Dies)

- Trabajos de inspeccin y reparacin en el mantenimiento correctivo de los equipos.

- Preparacin y preprocesamiento de materiales e insumos que no cumplen especificaciones de calidad.

- Alistamiento y preparacin tecnolgica de los equipos y programas de control CNC por fuera del principio de ingeniera concurrente.

- Incumplimiento del personal en produccin por la cali-dad requerida del trabajo asignado.

Cinco niveles funcionales de la automatizacinLa automatizacin industrial tiene diferentes manifestaciones y diferentes grados de consolidacin en diversas actividades y reas funcionales de las unidades productivas (Sighn, 1996, caps. 6-13-14).

Figura 5. Niveles funcionales bsicos de la automatizacin. Fuente: Sighn, 1996

Un modelo general que contempla los cinco niveles funcio-nales bsicos de la automatizacin se muestra en la Figura 4. Tngase en cuenta que los cinco niveles funcionales sea-lados en el recuadro corresponden a la estructura sinttica que fundamenta el panorama de la automatizacin, segn D Sohol y T. Huges:

- La estructura de un sistema industrial tiene su identidad especfica que trasciende las caractersticas particulares de sus componentes. Por esta complementariedad org-

nica los elementos del sistema deben manifestar ndices de calidad, coherencia y compatibilidad.

- La capacidad de autoorganizacin conduce inevitable-mente a la formacin de una estructura, de ah que la automatizacin industrial obliga a entenderla y tratarla como un problema sistmico.

- Los componentes fundamentales de un sistema tec-nolgico industrial se identifican en la categora de los artefactos fsicos (tcnico y tecnolgico) y en la de los actores orgnicos (organizacin).

Vale la pena el complemento siguiente: los niveles funciona-les de la automatizacin se relacionan de manera orgnica y reestructurada con la estrategia de operaciones - gestin y gerenciamiento productivo, como negocio productivo in-tegrado de la empresa como un todo, y el grado tecnolgico funcional de los niveles de automatizacin se contextualizan y determinan por las necesidades actuales y futuras de la empresa en funcin del tipo de negocioempresa que se proyecte: produccin tipo taller Job Shop, produccin loteada y seriada Batching Production y produccin de alta escala de produccin -Massive production-.

Como simple registro del paulatino avance del cambio tec-nolgico fundamentado en la automatizacin se referencian modelos postindustriales de manufactura automatizada: el japons, el norteamericano y el europeo. Sin embargo, hoy se denota una dinmica de convergencia en el despliegue de la automatizacin tanto a nivel endgeno como exgeno y se evidencia un despliegue incesante hacia el modelo tecnolgico de e-Enginering Internet 2 y manufactura virtual para sintonizar y agrupar capacidades entre distintos actores y empresas o negocios, configurados como estruc-tura reticular.

El modelo japons

Se ha basado en la filosofa del justo a tiempo (JIT); busca eliminar todo tipo de desperdicio, entendiendo como tal todas aquellas actividades que implican gastos o costos y no aaden valor al producto, tales como:

- Inventarios en exceso

- Partes defectuosas

- Utilizacin no flexible de operarios o de mquinas

- Descompostura y falla de mquinas

- Tiempos destinados al manejo de materiales

- Espacio fsico mal utilizado.

La eliminacin de desperdicios y fallos es objetivo perma-nente del mejoramiento continuo a travs del mtodo Kai-zen. De otro lado, para responder eficazmente a los cambios de la demanda en cantidad y variedad de productos, los japoneses promueven la formacin de celdas de manufac-tura basadas en los principios de la tecnologa de grupos, que requiere operarios multioficio, lo cual significa que estos deben estar en condiciones de operar varias o todas las mquinas que forman parte de una celda; as como la

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disposicin de mquinas y equipos, herramientas y utillaje con prestacin flexible y modular.

El modelo estaudinense

La manufactura integrada por computador (CIM) busca ma-nejar todos los aspectos operativos de una empresa a partir de un computador central, tratando de evitar con ello la redundancia de algunos trabajos y mejorar la comunicacin en todos los niveles y reas operativas. Para tal efecto, se hace necesario automatizar una gran parte de las actividades productivas de la planta como un sistema dinmico comple-jo que modela, simula y controla todas las fases productivas y de gestin bajo el paradigma matricial multivariable y tensorial que discurre en tiempo real.

El modelo de la Comunidad Econmica Europea

La tecnologa avanzada de manufactura en la Comunidad Europea se puede asimilar como una va para configurarse como un modelo casi hbrido e intermedio que asimila y desarrolla las potencialidades de los modelos japons y estaudinense.

Adems merece destacarse que en razn de la competitividad de categora mundial hoy no se puede asignar como exclusivo del modelo japons el paradigma del Just in Time o Quick Time to Market; ni patentar en el modelo es-taudinense el mtodo de produccin contra stocks Zero Level of Interventory, y ms bien se aprecia una convergencia de complemen-tariedad orgnica entre diferentes experiencias tecnolgicas y productivas.

Ambiente genrico de la automatizacin hacia la manufactura flexible (ver Figura 5)La principal finalidad tecnolgica y productiva de la automatizacin es la configuracin de sis-temas tecnolgicos que posibiliten obtener un elevado ndice en la productividad y la calidad. En el panorama productivo de la variedad y la productividad deben sealarse limitaciones de los sistemas de manufactura flexible frente a los requerimientos de elevada eficiencia y alta versatilidad tecnolgica.

Complementariamente, debe recordarse que existe un riesgo comn de los fracasos tecnol-gicos acaecidos durante la aplicacin industrial de los sistemas automatizados de manufactura: sobresale la incorrecta seleccin del nivel de automatizacin y del grado de flexibilidad requerida por la industria.

Por lo general, se da la tendencia a preferir mayores niveles de automatizacin respecto a los que realmente demanda

y puede soportar una empresa, un sector o un conjunto de la economa. Este sndrome de sobreescalonamiento tecnolgico es muy comn en los ingenieros especialistas (Coriat, 1992).

En la Figura 7 se esquematiza el dominio de la manufactura flexible. Es fundamental remarcar el hecho tecnolgico de asintona que an persiste entre el nivel de automatizacin A y el grado de flexibilidad F de desempeo de los equipos configurados en una red a manera de lneas transfer; celdas de manufactura y FMS, destinados a fabricar variedad de productos (Primer Seminario de innovacin y competitivi-dad, 1995).

Figura 6. Diagramas estructurales de sistemas de manufactu-ra flexible SFM (Primer Seminario de innovacin y competi-tividad, 1995)

Figura 7. Dominio de la manufactura flexible - SFM

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Parmetros y variables tecnolgicas de un sistema flexible de manufactura SFMA nivel industrial el grado de flexibilidad F se puede inter-pretar como un indicador integral de la confiabilidad de desempeo de todo el sistema de manufactura:

321 PPPF =

1P : Probabilidad de trabajo sin falla del sistema flexible por causas tcnicas (fallas en los equipos)

2P : Probabilidad de trabajo sin falla del sistema flexible por causas tecnolgicas (alistamiento tecnolgico de los equipos, manipulacin y cambio de herramientas y partes).

3P : Probabilidad de trabajo sin falla por causas de gestin de la manufactura (paradas, cuellos de botella, MRP I - II Dinmico JIT).

De manera complementaria, se retoman planteamientos sobre flexibilidad por parte de Benjamin Coriat (Coriat, 1992).

La primera propiedad de una combinacin flexible es hacer posible, de modo permanente, una casi saturacin de las capacidades instaladas -como proveedora de surtido de multiproductos-. La flexibilidad tecnolgica aparece como un instrumento capaz, a la vez, de favorecer una disminu-cin de los costos unitarios medios y de reducir el riesgo frente a la incertidumbre. La eficiencia potencial de la flexi-bilidad tecnolgica se fundamenta antes que la flexibilidad de los procedimientos de produccin, ms bien en la oferta de productos diferenciados economa de variedad. La ventaja dinmica de las tecnologas flexibles aparece con mucha fuerza a travs de la variable del tiempo en virtud de su capacidad de adaptarse a las exigencias definidas para el ciclo de vida del producto y tambin en virtud de las curvas de experiencia -mejores curvas de productividad a largo plazo-, que se sustenta porque la produccin flexible es un lugar apropiado para acometer posibles modifica-ciones combinadas entre la ingeniera de producto y de procedimientos con formas ms abiertas y horizontales en la administracin de la empresa (conocida como la eficiencia en la gestin, sugerida por Leibenstein).

Como breve recordatorio ilustrativo es pertinente retomar la sinigual competencia que se present hacia la dcada de los aos veinte del pasado siglo XX entre la Ford Motor Company y la General Motors, que rompi la supremaca de la Ford gracias a una estrategia de negocio diferenciada por la flexi-bilidad de las combinaciones productivas y mayor flexibilidad organizacional implementada por la General Motors.

Interrogantes sobre automatizacinEs interesante retomar planteamientos de Freyssenet Michel respecto a incertidumbres que acompaan al proceso de automatizacin (Freyssenet, M. 1990).

1. Cules son los supuestos previos, econmicos y socia-les, que sirven de fundamento a la automatizacin en produccin industrial?

2. Cul es la eficiencia de la automatizacin frente a la divisin del trabajo en el contexto Internacional de la competencia especializada?

3. Cmo valorar y orientar las dificultades y los resultados negativos en la automatizacin industrial?

A manera de ilustracin, es interesante recordar algunos enfoques tradicionales respecto a las ventajas de la auto-matizacin:

- Lo determinante es la flexibilidad productiva de la misma tcnica y no tanto la creatividad.

- Se desconfa del agente operario: desestimacin del contenido intelectual que tiene el trabajo de los obreros por parte de los proyectistas de la automatizacin. Esta simplificacin del contenido tecnolgico en los procesos puede llevar a grandes prdidas de automatizacin tan escuetamente normalizadas.

- Sobreexageracin de la confiabilidad del diagnstico automtico productivo

(Ej: Mquinas herramientas CNC) Vs. Experiencia previsiva de los operarios responsables / automotivados

(Ej: Cambio de herramientas: se automatiza diagnstico para el cambio de herramientas con un elevado sobrecosto).

En el anterior contexto la automatizacin industrial puede conllevar a automatizar las deficiencias, (Tabla 1).

Tabla 1. Consideraciones acerca de la automatizacin de deficiencias

Aunque no es determinante puede ser de gran utilidad que, previo a la automatizacin, se aborde la simulacin inherente a los modelos que ayudan a interpretar la realidad industrial; por ejemplo, el modelamiento con software de los procesos productivos.

Adems, obsrvese que la produccin no es una estruc-tura determinstica e invariante en el tiempo. Es algo ms complejo y dinmico que trasciende la lgica de la simple integracin de operaciones elementales secuenciadas y automatizadas.

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Por ello se debe automatizar aquello que realmente se domi-na en las condiciones de produccin por el conocimiento y la inteligencia de los actores bsicos (operarios, ingenieros, gestores, etc.); y as dejar abierto todo un campo de lo que an es muy complejo de dominar por la tcnica para que el intelecto humano lo perciba, lo analice, lo opere y lo conduzca.

Teniendo en cuenta los anteriores planteamientos debe insistirse en:

- Modelar y adoptar la automatizacin legible y compren-sible que cualifique al actor humano para as obtener eficacia, eficiencia y fiabilidad del sistema automatiza-do.

- La automatizacin no puede ser caja negra del resorte de los expertos.

- La arquitectura de las mquinas y de los procesos auto-matizados requieren ser inteligibles en su funcionamien-to, es decir, tecnologa con sistemas abiertos.

- La vigilancia activa e inteligente en un proceso de manufactura se convierte en pieza fundamental de la automatizacin. Por ejemplo, la detencin automtica del proceso debe acontecer slo para advertir sobre un problema desconocido, lo contrario es irracional y antieconmico. Aqu deben estudiarse las causas para que no se produzca parada, y no al contrario, con ayuda de sistemas inteligentes automatizados.

De otro lado, y sin pretender abordar todo el conjunto de las acciones necesarias para acometer en forma integral la reestructuracin y la modernizacin en nuestra industria, algunos componentes tecnolgicos bsicos del programa de automatizacin industrial en la prospectiva de elevar la productividad y la competitividad del sector manufacturero colombiano pueden ser sugeridos (Crdoba, Ernesto, Con-ciencias, 1993, pp. 222-226).

- Modernizacin del soporte productivo mediante la insercin gradual de los distintos niveles de automati-zacin.

- Estmulo y apoyo financiero del Estado a la capacidad innovadora de las empresas para el desarrollo de nuevos productos, procesos y tecnologas.

- Reconversin tecnolgica de los equipos y los procesos de produccin.

- Incluir los nuevos mtodos de planificacin CAP en el modelo de gestin tecnolgica empresarial.

- Correspondencia del proceso de automatizacin indus-trial en el sector metalmecnico y de bienes de capital, con el programa de desarrollo tecnolgico e industrial.

- Adopcin del modelo de valoracin de la productividad en cada planta productiva.

- Definicin del gnero de herramientas y soporte en software y hardware que se requieren emplear en las dife-rentes etapas del proceso de automatizacin industrial.

- Influencia decisiva de los programas y proyectos que se adelantan en centros de investigacin y desarrollo, con la participacin compartida entre el sector acadmico e industrial.

- Estimular la estructura de nuevos programas acadmicos en ingeniera moderna de la mecatrnica.

- Configuracin del sistema colombiano de informacin tecnolgica a travs de las bases de datos que permi-tan regularizar y transferir a los usuarios las cuestiones relacionadas con las innovaciones tecnolgicas y la automatizacin industrial.

Nota del autor: Invitamos a visitar la direccin electrnica Experiencia acadmica de la Universidad Nacional de Colombia en manufactura virtual por telecontrol en http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/mecatronica/in-dex.htmlhttp://encuentro.virtual.unal.edu.co/cursos/inge-nieria/mecatronica/index.html

Bibliografa

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manufactura y automatizacion

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