MATERIA: PROCESOS DE MANUFACTURAPROFESOR: FRANCISCO CANT HERNNDEZALUMNOS:

EDGAR EDUARDO CACHEUX LPEZ JESSICA ESPINOZA PORTILLO DAVID MONTIEL VILLANUEVA BERENICE RIVERA FLORES

HISTORIA DE LOS SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURAAntes de empezar a hablar de manufactura flexible debemos conocer algunos conceptos de automatizacin que pueden ser desconocidos para algunos, estos conceptos son automatizacin fija programable; para luego abordar el tema de manufactura flexible.La automatizacin fija se caracteriza por la secuencia nica de operaciones de procesamiento y ensamble. Sus operaciones son simples pero su integracin en las diferentes estaciones de trabajos dan lugar a sistemas complejos y costos aplicados a la produccin masiva pero cuando se cambia de un producto a otro, es necesario la puesta a punto manual de todo el equipo implicando otras tareas, de cambio de herramientas e instrumental.En la automatizacin programable la secuencia de operaciones es controlada por un programa y puede cambiar para diferentes configuraciones del producto, Este tipo de automatizacin es apropiado para la produccin por lotes de tamao bajo o medio, la inversiones equipo es alta, y las velocidades son inferiores a las caractersticas de la produccin fija y el tiempo de preparacin de los equipos para cada lote es considerable. (Ej. El control numrico).En cambio la automatizacin flexible es una extensin de la programable que se ha desarrollado durante las ltimas dcadas a la par de los computadores y de la tecnologa de la automatizacin, Adems de la capacidad para trabajar diferentes secuencias de operaciones en forma automtica permitiendo la fabricacin continua de mezclas variables de productos con tiempos de preparacin y cambio de herramientas virtualmente nulos, al pasar de un producto a otro. Esta requiere alta inversin en equipo adaptado a las necesites del cliente y est orientada a la manufactura de partes afines en lotes de tamao bajo y medio bajo a una velocidad media de produccin La automatizacin flexible ha hecho factible los sistemas de manufactura flexible y la manufactura integrada por computador.Un poco msEl concepto de manufactura flexible se acredita al ingeniero britnico David Williamson a mediados de los 60s. El concepto de Williamson fue patentado por la compaa Molins en 1965 y fue llamado System 24 por que se pretenda que el grupo de mquinas herramientas trabajara las 24 hrs del da. 16 hrs de las cuales estara produciendo sin ser atendida por personas.El concepto de manufactura flexible se acredita al ingeniero britnico David Williamson a mediados de los 60s. El concepto de Williamson fue patentado por la compaa Molins en 1965 y fue llamado System 24 por que se pretenda que el grupo de mquinas herramientas trabajara las 24 hrs del da. 16 hrs de las cuales estara produciendo sin ser atendida por personas.DEFINICINUn Sistema Flexible de Manufactura (FMS) es una celda de mquinas de Tecnologa de grupos (GT) que consiste de un grupo de estaciones de procesamiento (usualmente herramientas de CNC), interconectadas por un sistema de manejo de materiales y almacenamiento, y controlado por un sistema de cmputo distribuido. El trmino Flexible viene de la capacidad de procesar diferentes estilos de partes simultneamente en varias estaciones de trabajo, y la mezcla de estilos de parte y cantidades de produccin deben ajustarse en respuesta a la demanda cambiante.Un FMS consta de varias mquinas-herramientas controladas numricamente por computador donde cada una de ellas es capaz de realizar muchas operaciones debido a la versatilidad de las mquinas-herramientas y a la capacidad de intercambiar herramientas de corte con rapidez (en segundos), estos sistemas son relativamente flexibles respecto al nmero de tipos de piezas que pueden producir de manera simultnea y en lotes de tamao reducido (a veces unitario). Estos sistemas pueden ser casi tan flexibles y de mayor complejidad que un taller de trabajo y al mismo tiempo tener la capacidad de alcanzar la eficacia de una lnea de ensamble bien balanceada.Las herramientas pueden ser entregadas al FMS tanto en forma manual como automtica. Por ejemplo a travs de vehculos guiados automatizados.Los FMS disponen de un sistema de manejo de materiales automatizado que transporta las piezas de una mquina a otra hacia dentro y fuera del sistema. Puede tratarse de vehculos guiados automticamente (AGV) conducidos por alambre de un sistema transportador o de carros remolcados por lnea y por lo general intercambian de plataforma con las mquinas.El empleo de los FMS permite flexibilidad productiva, gestin en tiempo real y acelerado nivel de automatizacin general, as que una celda en lnea es en resumen aceptar el ingreso de materia prima y sacar productos listos para ser ensamblados.En un sistema de manufactura flexible existen cuatro componentes principales: Almacenamiento y manejo de partes: Es un instalacin para guardar los materiales son un conjunto de plataformas de transporte (palets) o porta piezas, los utilera para la fijacin de partes una estacin para carga y descarga y un sistema de transporte primario que conecta las estaciones entre si y un sistema de transporte secundario entre las estaciones de trabajo. Almacenamiento y manejo de herramientas:Es muy similar al anterior y las herramientas pueden instalarse en las mquinas de varias maneras si la maquina posee cabezales que van acopladas all Sistemas de control por computador:Constituidos por computadores, los controladores programables, los censores y la red de comunicaciones correspondiente en las estaciones de trabajo se encuentran diferente equipos de acuerdo con cada sistema en particular a saber: centro de mecanizado, sistema de cabezales fijos, sem. Permanentes o de intercambios son usados enfrenado torneado ensamble e inspeccin forja fundicin etc.Un sistema de cmputo debe tener los siguientes archivos: Programa para control numrico de partes. Hojas de ruta Programa de produccin de partes Referencia de porta piezas Localizacin de herramientas Vida til de las herramientas

FLEXIBILIDAD DE UN SISTEMA DE MANUFACTURA Y SUS TIPOSPara ser flexible el sistema debe de: Tener la habilidad para identificar y distinguir entre los diferentes estilos de partes o productos procesados en el sistema. Un cambio rpido de las instrucciones de operaciones.Un cambio rpido de las instalaciones fsicas de maquinado Flexibilidad aplica tanto a procesos manuales y automticos.En cambio la automatizacin flexible es una extensin de la programable que se ha desarrollado durante las ltimas dcadas a la par de los computadores y de la tecnologa de la automatizacin, Adems de la capacidad para trabajar diferentes secuencias de operaciones en forma automtica permitiendo la fabricacin continua de mezclas variables de productos con tiempos de preparacin y cambio de herramientas virtualmente nulos, al pasar de un producto a otro. Esta requiere alta inversin en equipo adaptado a las necesites del cliente y est orientada a la manufactura de partes afines en lotes de tamao bajo y medio bajo a una velocidad media de produccin La automatizacin flexible ha hecho factible los sistemas de manufactura flexible y la manufactura integrada por computador.Clases de sistemas de manufactura:

La clasificacin mas comn: es por la geometra de las piezas, la variedad de los productos, las caractersticas de la maquinaria y del equipo.Clases de sistemas: Sistemas de manufactura de espectro reducido: producen un nmero limitado de partes con pequeas diferencias en geometra diseo. Sistema de manufactura flexible de alto espectro: Producen familias de partes numerosas con variaciones sustanciales en la configuracin de las partes y en la secuencia de operaciones Mdulo de manufactura flexible: Unidad compuesta por una sola maquina con capacidad para cambio de herramientas equipo para manejo de materiales y almacenamiento temporal de partes Celda de manufactura flexible: grupo de modos que comparten el mismo sistema de materiales. Sistema de manufactura flexible de mquinas mltiples: conjunto de mdulos conectados por medio de un sistema de manejo de materiales capaz de visitar dos o ms maquinas al tiempo.

Hay que decidir sobre la distribucin de planta de FMS, tiene que especificar los nmeros y el diseo tanto de las plataformas como de los distintos tipos de accesorios, se tiene que crear y organizar la planeacin, la programacin y las estrategias de control para operar el sistema. Las especificaciones del diseo y las necesidades cambian lo cual ocasiona que los diseos iniciales de un FMS varen mucho. Despus de la creacin y subsiguiente implantacin del diseo de FMS, los modelos resultan tambin tiles para establecer y programar la produccin a travs del sistema.As mismo se han manejado en la planeacin o estructuracin de un FMS para determinar los tipos de piezas que se deben seleccionar para maquinarlos de manera simultnea en un perodo prximo. Se ha recurrido a modelos matemticos en la programacin de un FMS para establecer la secuencia de entrada ptima de las piezas y una secuencia optima en cada mquina-herramienta dada la mezcla actual de piezas.Las redes de Petri son una herramienta matemtica y grafica que permite modelar, simular y controlar sistemas dinmicos de eventos discretos como los sistemas de manufactura.

Otro forma de clasificarlosLos FSM pueden distinguirse de acuerdo a los tipos de operaciones que realizan: Operaciones de procesamiento Operaciones de ensamble Normalmente un FSM se disea para hacer ya sea una o la otra, pero rara vez ambas. Otra observacin es que sistemas que procesan partes rotacionales en mltiples estaciones son menos comunes que los sistemas que procesan partes no rotacionales.Por: Nmero de mquinas Nivel de flexibilidadEl FSM puede distinguirse por el nmero de mquinas en el sistema: Celda de una sola mquina (Tipo I A) Celda de manufactura flexible (usualmente tipo II A, algunas veces tipo III A) Sistema de manufactura (usualmente tipo II A, algunas veces tipo III A) Una celda de una sola mquina (SMC) consiste de un centro de maquinado CNC combinado de un sistema de almacenamiento de partes para la operacin sin atender. Puede ser diseada para operar por lotes o en modo flexible o una combinacin de ambas.Componentes fsicos de los sistemas flexibles de manufacturaA) Control numrico por computadora:Son mquinas que se pueden programar para hacer diferentes operaciones. Poseen microcontroladores donde se cargan los programas con las operaciones. Los robots industriales tambin son manipuladores programables que se utilizan para la carga y descarga de materiales y partes dentro y fuera del sistema.

B) Manejo de Materiales Automatizado:Aqu se encuentran varios sistemas para cubrir esta necesidad, los mas comunes son los vehculos guiados automticamente, los sistemas de almacenamiento y recuperacin automticos.

C) Computadora Central:Es el centro de informacin, funciona como integradora de todos los dems dispositivos. Es la que coordina las acciones de las dems mquinas herramientas robots y l sistema de manejo de materiales.

Ventajas del uso de los Sistemas Flexibles de ManufacturaPermite fabricar un nmero significativo de productos diferentes sin tener que hacer cambios drsticos en los medios de produccin, ni perder mucho tiempo en hacerlos, esto les da las empresas una ventaja competitiva si tomamos en cuenta que la demanda actual cambia a gran velocidad, los ciclos de vida de los productos son cada vez ms cortos y que se tiene una gran variedad de productos de manera ms sencilla.

Estos sistemas son casi tan flexibles y de mayor complejidad que un taller de trabajo y al mismo tiempo tiene casi la misma eficiencia que una line de ensamblaje. Son capases de realizar muchas operaciones debido a su versatilidad y a su capacidad de intercambiar herramientas con rapidez.

Otra ventaja es que cuenta con un sistema de cmputo poderoso que tiene la capacidad de controlar y coordinar las instalaciones y las maquinas herramientas, sino que tambin posee la capacidad para llevar acabo la planeacin de la produccin y el manejo de materiales en el sistemas.Manufactura Integrada por ComputadoraEn muchas empresas, la automatizacin de ciertos procesos ocasiona que stos se transformen en "islas", sin conexin evidente con los otros procesos que se ejecutan en la fbrica. Esto se debe a la falta de un concepto integrado probado y estndar; al alto costo de compra y puesta en marcha; y a la complejidad del cambio en la estructura organizativa. Para resolver estas barreras, se ha desarrollado la Manufactura Integrada por Computador (CIM), que consiste en emplear sistemas de informacin computarizada y filosofas administrativas para integrar totalmente las actividades relacionadas con la produccin, desde las necesidades del cliente, diseo del producto, del proceso, la produccin hasta el apoyo postventa.Ahora bien, el concepto CIM, en su ms amplio sentido, no se limita a la automatizacin integrada del sistema productivo, sino que pretende lograr la total integracin de la unidad de negocios. De ah el punto: automatizar el diseo computarizado adoptando e integrando el proceso de manufactura en su totalidad.

Un sistema CIM tendr elementos integrados a travs de una base de datos por computadora: Diseo asistido por computadora (CAD). Manufactura asistida por computadora (CAM). Robtica. Planeacin de recursos de fabricacin (MRP II). Tecnologa de grupos (Group Tecnology).

Estos elementos resultan bsicos para el diseo y manufactura del producto.Los sistemas de control estn aislados funcionalmente y se comunican mediante interfaces estndar. Los equipos han de estar dotados de sensores que permitan la respuesta ante los datos de rendimiento, y se debe implementar un entorno informtico distribuido.

Implementacin de CIMSe tienen distintos sistemas CIM en funcin de los tipos de integracin que se presenten:CIM I: Slo existe integracin funcional en el subsistema de Operaciones.CIM II: Integracin entre los subsistemas de Marketing y Operaciones.CIM III: Fuerte integracin interna de la empresa, pero escasa en relacin con clientes y proveedores.CIM IV: Es el ms complejo, ya que necesita todos los tipos de integracin como requisito previo.

Aspectos importantes en la implementacin de CM Coherencia con la estrategia corporativa. Integracin previa de las operaciones y bases de datos. Simplificacin y eficiencia del sistema manual. Adquisicin de los soportes tcnicos suficientes. Orden de implementacin.

Lmites para la implementacin de CIM Es una inversin con efecto a largo plazo. Existen alternativas de menor costo y riesgo. Reducido nmero de xitos logrados. Genera la incertidumbre e inconvenientes asociados a la inversin en alta tecnologa. Difcil justificacin financiera a corto plazo. La empresa se resiste al cambio. Confusin sobre el propio concepto CIM.