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UNIVERSIDAD AUTONOMA SAN FRANCISCO. TEMA: Tecnologías de fabricación y el diseño productivo Ing. Larry D. Concha B. Diseño Del Proceso Productivo. Los sistemas diseñados e implementados en áreas de producción han sido “aislados”. Razones del enfoque aislado:
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UNIVERSIDAD AUTONOMA SAN FRANCISCO TEMA: Tecnologías de fabricación y el diseño productivo Ing. Larry D. Concha B.
Diseño Del Proceso Productivo • Los sistemas diseñados e implementados en áreas de producción han sido “aislados”. • Razones del enfoque aislado: • Falta de un concepto integrado probado y estándar. • Alto costo de compra y puesta en marcha. • Complejidad del cambio en la estructura organizativa. • La automatización lleva a la aparición de “islas” donde se optimiza el rendimiento parcial, pero no el rendimiento global.
Manufactura Integrada Por Computador (CIM) • CIM, Consiste en emplear sistemas de información computarizada y filosofías administrativas para integrar totalmente las actividades relacionadas con la producción, desde las necesidades del cliente, diseño del producto, del proceso, la producción hasta el apoyo post-venta
Manufactura Integrada Por Computador (CIM) • CIM tendrá elementos integrados a través de una base de datos por computadora: • Diseño asistido por computadora (CAD). • Manufactura asistida por computadora (CAM). • Robótica. • Planeación de Recursos de fabricación(MRP II). • Tecnología de grupos (Group Tecnology). • Estos elementos resultan básicos para el diseño y manufactura del producto.
Tipos De CIM • Se tienen distintos sistemas CIM en función de los tipos de integración que se presenten: • CIM I: sólo existe integración funcional en el Subsistema de Operaciones. • CIM II: integración entre los subsistemas de Marketing y Operaciones. • CIM III: fuerte integración interna de la empresa, pero escasa en relación con clientes y proveedores. • CIM IV: es el más complejo ya que necesita todos los tipos de integración como requisito previo.
Barreras a la Implementación de CIM • Es una inversión con efecto a largo plazo. • Existen alternativas de menor costo y riesgo. • Reducido número de éxitos logrados. • Genera la incertidumbre e inconvenientes asociados a la inversión en alta tecnología. • Difícil justificación financiera a corto plazo. • La empresa se resiste al cambio. • Confusión sobre el propio concepto CIM.
Problemas Tecnológicos • La modelización sólida en tres dimensiones del CAD requiere de elevada potencia informática. • La incapacidad para desarrollar automáticamente el control de calidad durante el proceso. • La no disponibilidad de robots con visión 3D y de movilidad robusta en tareas complejas. • La capacidad inadecuada de hardware y software para los sistemas flexibles de ensamblaje piezas. • Los inadecuados sistemas de software para la gestión de las bases de datos.
Problemas Organizativos • El mayor problema puede estar en realizar la transformación organizativa necesaria para la adopción de la tecnología y su implementación. • El concepto CIM en su más amplio sentido no se limita a la automatización integrada del sistema productivo, sino que pretende lograr la total integración de la unidad de negocios. • Planificar la implementación y enfoque estratégico. • Implementación de CIM y la estrategia de RR.HH.
Habilidades de los Operarios en CIM • Visualización: el operario debe ser capaz de realizar un esquema mental del proceso. • Comprensión del Proceso: cuando existe alta variabilidad en las operaciones de ensamblaje. • Inferencia estadística: control del proceso. • Comunicación verbal: la descentralización impone la necesidad de buena comunicación. • Atención (estado de alerta durante largo tiempo). • Responsabilidad individual: al aumentar el nivel tecnológico y la descentralización.
Diseño de la Implementación del sistema CIM DETALLAR LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA EMPRESA DETERMINAR OPORTUNIDADES TÉCNICAS Y ESTRATÉGICAS DE CIM ANALISIS DE PRINCIPIOS CONCEPTUALES DISEÑAR PRINCIPIOS OPERATIVOS PARA IMPLEMENTACIÓN Y USO DE CIM
Responsabilidad de la alta Gerencia • La Alta Dirección desempeña un papel fundamental en el proceso de implementación, y es la encargada de asignar los recursos y se hace responsable. • La Alta Dirección debe intentar resolver todos los problemas inherentes a los diferentes cambios generados por la adopción de CIM. • La Alta Dirección debe decidir qué componentes CIM utilizarán y cómo se integrarán.
Implementación progresiva Ventajas de la Implementación Progresiva • Las inversiones son menores. • Los problemas ocasionados disminuyen en número e importancia. • Se reduce el riesgo al que la empresa se expone. • Se favorece el aprendizaje parcial y progresivo de los diferentes módulos y de sus capacidades y limitaciones, tanto por parte de la Dirección como de los operarios.
Aspectos importantes en la implementación de CIM • Coherencia con la Estrategia Corporativa. • Integración previa de las operaciones y bases de datos. • Simplificación y eficiencia del sistema manual. • Adquisición de los soportes técnicos suficientes. Orden de implementación Éxito: Enfoque estratégico => Integración y simplificación => Automatización. Fracaso: Automatización => Simplificación => Integración => Enfoque estratégico.
Diseño del Producto • En la etapa de diseño se necesitan los siguientes sistemas: • El CAD (Computer Aided Design), o diseño asistido por computador. • El CAE (Computer Aided Engineering), o ingeniería asistida por computador. • El CAPP (Computer Aided Process Planning), o planificación de procesos asistida por computador.
Manufactura Física • En esta etapa se utilizan: • Maquinaria para manufactura : • Máquinas herramientas • Sistemas flexibles de manufactura (FMS) • Equipos de ensamblaje automático, • Líneas de transferencia • Maquinaria auxiliar para manufactura: • Sistemas de almacenamiento automático. • Vehículos guiados automáticamente. • Robot
Manufactura Física • Controles para máquinasmanufactureras: El control computacional permite a las máquinas manufactureras comunicarse y coordinar sus actividades con otros sistemas basados en computadores dentro del ambiente CIM • CNC (Computer numerical control), • PLC (Programmable logic controllers)
Planificación y Control del proceso de manufactura • La tecnología CIM que mejora la administración de la manufactura son los sistemas MRP II (manufacturing resource planning) o planeación de insumos de manufactura y, más recientemente, JIT (just in time) o justo a tiempo.
Necesidades de Diseño Especificacionesde Requerimiento Informe Viabilidad Conceptualización CAE Documentación Evaluación Optimización Análisis Modelado CAD PROCESO DE FABRICACIÓN Planificación Producción CAM Adquisición Herramientas Planificación Procesos Producción Control Calidad Embalaje Distribución Adquisición MPrima Marketing Adquisición Herramientas PROCESO DISEÑO
Integración entre los sistemas • La integración se realiza a través de protocolos los que permiten: • La transmisión de datos entre programas o procesos en la red interna. • Tener mecanismos de control entre hardware y software. • Aislar a los programadores del resto, cuando éstos lo necesitan • Permitir comunicación con otras redes
Integración CAD/CAM • CAD/CAM: disciplina que utiliza los sistemas informáticos como herramienta de soporte en los procesos de diseño y fabricación de productos. • Mejora la calidad, disminuye costos y acorta tiempo de diseño y fabricación. • CAD, CAE y CAM se desarrollaron separadas, es por ello que aún no se han conseguidos los beneficios potenciales de su integración. • La planificación de procesos debe automatizarse, para unir CAD y CAM (CAPP)
Automatización de la planificación de procesos • La planificación es compleja, pero la tecnología de grupos es de gran ayuda. • Automatización puede ser parcial o total. • Aproximación variante Algunos sistemas son: CUTPLAN, COMCAPP V Asignación de pieza a familia Selecciona plan estándar de proceso Adicionar instrucciones si es necesario
Aproximación generativa • Incorpora el concepto de inteligencia artificial, usando sus conocimientos sobre las capacidadesde la planta. • Por el momento no se dispone de ningún Sistema, capaz de reconocer perfectamente los datos provenientes de CAD. • Algunos sistemas que se acercan son: APPAS, CADAM, CMPP,etc. Introducen especificaciones de ingeniería Computador traduce los datos Genera plan óptimo
Algunas aplicaciones • Mecánica • Arquitectura e Ingeniería Civil • Sistemas de información Geográfica y cartógráfica • Ingeniería eléctrica y electrónica
Integración con MRPII • Lo ideal es que se logren integrar los sistemas computacionales de las funciones de manufactura. • CAD y MRPII comparten datos como listas de materiales, especificaciones de las piezas, costos, por ello es posible la integración. • La información de la base de datos de CAM es útil para MRPII, por ejemplo CAM indica las rutas de los componentes.
Causas de los fracasos de la integración • Fracaso por que MRPII, se basa en hipótesis inadecuadas a la actual manufactura. • Se concentra en el Largo plazo • Funciona mejor con altos volúmenes de producción • Asume distribución en planta por procesos para fabricar • Presume división del trabajo • Asume responsabilidad limitada de la MO
Control: Estructura Jerárquica • Tanto si la automatización ha sido completamente alcanzada en los talleres, como si se está en proceso de alcanzarla es muy importante una estructura Jerárquica, que regule tanto el almacenamiento de información como el análisis para la toma de decisiones.
Estructura Jerárquica • Los sistemas de control están aislados funcionalmente y se comunican mediante interfaces estándar. • Los equipos han de estar dotados de sensores que permitan la respuesta ante los datos de rendimiento. • Implementar un entorno informático distribuido.
Computador • corporativo 1 • Administración • Planta • Computador • de planta 2 • Computador • de área 3 • Taller de fabricación • Taller de Montaje • Control de • celdas 4 • Centros de Trabajo • Centro de Inspección • Control de • máquinas • Robot • Máquinas • Almacén 5
La Información en CIM • Base de datos común para todos (Corporativa) • Ha de ser completa y no contener datos redundantes. • Tratamientos de la información. • Existencia de control de acceso. • Ha de ser precisa y correcta.
