introducción a la planeación de la automatización

INTRODUCCIÓN A LA PLANEACIÓN DE LA AUTOMATIZACIÓNIng. Omar Baltiérrez Méndez

Introducción

Muchos ingenieros del área de la automatización se enfrentan ante el problema de carecer de un derrotero claro para la formulación y gestión de nuevos proyectos en el área.

Así mismo, existen diferentes investigadores no sólo nacionales, sino internacionales, que se han encontrado con esta misma preocupación, y, por ende, están entregando a la industria diferentes metodologías, modelos y derroteros para orientar a los usuarios de la automatización en el desarrollo de sus proyectos.

Introducción…

Se ha evidenciado que, al realizar una mala gestión dentro de un proyecto de automatización, las consecuencias para el usuario pueden ser: productos defectuosos por inestabilidad del proceso, generación de trabajos de reparación y mantenimientos correctivos y, por ende, tiempos muertos de producción e incumplimiento de las especificaciones del producto.

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Otros posibles riesgos son la pérdida de vidas humanas o accidentes graves, pérdidas económicas, baja fiabilidad y baja eficiencia del proceso, eventos que muchas veces no pueden ser ponderados y pueden ser mucho más graves que los anteriores.

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Con el uso de una metodología, los diseñadores de proyectos de automatización pueden presentar ofertas adecuadas en costos y tiempos, pueden especificar adecuadamente los equipos a utilizar, reducir tiempos en diseños e implementación, detectar, mitigar y/o eliminar riesgos en el proceso de implementación.

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Tener un orden en las actividades del proyecto y hacer gestión adecuada en cada una de las etapas, conocer globalmente el nivel de producción de la industria y potenciar posibles nuevos proyectos, entre otras ventajas

Introducción…

Mencionamos el porqué usar las metodologías, y cuáles posibles riesgos se pueden evitar con su uso.

Sin embargo: ¿qué es una metodología?

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Una metodología es una respuesta a una problemática, y se puede ver como una “caja de herramientas” donde el diseñador encuentra ayudas – modelos, métodos y soluciones - para realizar un buen trabajo.

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Los modelos permiten reconocer las características del proceso y llevarlo a un lenguaje unificado, ya sea de tipo matemático o físico.

Los métodos son los pasos detallados para usar los modelos y llevarlos a una implementación correcta.

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Otro de los aspectos necesarios es identificar qué tipo de máquina, proceso o sistema es el que se va a automatizar y, por ende, el objeto de la metodología aplicada.

Los procesos industriales se clasifican en procesos continuos, discretos, híbridos o por lotes (batch).

Proceso de tipo continuo

Un proceso de tipo continuo se caracteriza por la salida del proceso en forma de flujo continuo de material, como por ejemplo energía eléctrica.

Proceso discreto

Un proceso discreto contempla la salida del proceso en forma de unidades o número finito de piezas (ejemplo industria automotriz).

Proceso por lotes o batch

Un proceso por lotes o tipo batch indica que la salida del proceso se realiza en forma de cantidades o lotes de producto, ejemplo industria de cerveza.

Proceso híbrido

Un proceso híbrido recoge las características de los anteriores en una misma línea de producción, ejemplo industria del vidrio.

Unidad de producción

Es importante definir a qué se refiere una unidad de producción versus un sistema de integración total.

Integración de empresa

El concepto de integración de empresa, normalizado en el 2000, busca modelos

de combinación de unidades de producción, eliminando las dificultades de comunicación entre los dispositivos de los

diferentes fabricantes de equipos de automatización para enviar esta

información a plataformas centralizadas de datos.

Integración de empresa

Nótese que la unidad de producción hace parte de uno de estos ejes.

En la siguiente figura, se aprecia el concepto de integración de empresa: se muestran las principales funciones de empresa en cada uno de los ejes.

Integración de empresa

Automatización industrial:

Enfoque normalizado

Las normas o estándares internacionales pueden considerarse como metodologías o guías para el

desarrollo de proyectos.

Sin embargo, muchos de sus conceptos son demasiado amplios para ser aplicados en el momento de la

formulación y gestión de los mismos: se recomienda que sean consideradas en el momento de diseñar un sistema de

automatización industrial.

En la Tabla 1, se resumen las normas revisadas y que pueden aplicarse en proyectos de automatización.

Metodologías aplicadas a unidades de producción

Metodologías

Estas metodologías tienen como punto común de partida el conocimiento del sistema que se va a automatizar:

Así el diseñador debe inicialmente conocer el proceso y su funcionamiento, cómo se aplican a espacios determinados físicamente hablando, y así se pueden describir sus partes o subsistemas más fácilmente.

Metodologías

El siguiente paso común es el uso de diagramas de flujo de funciones, donde se interrelacionan los subsistemas identificados anteriormente.

Las principales herramientas para diseñar usadas son: GRAFCE T, diagramas UML (lenguaje unificado de modelado), CASE (ingeniería de software asistida por ordenador) y redes de Petri.

Metodologías

El apoyo en normas, como IS A S88 para sistemas tipo batch, o normas de seguridad como la IEC 61508 o EN 60954-1 para aplicaciones de máquinas y seguridad de personas, es fundamental en el complemento de estas metodologías.

Las metodologías más relevantes encontradas son los sistemas holónicos, MCSE , DFAM, MAST y GE - MMA. En la Tabla 2 se resumen sus características más importantes.

Metodologías

Metodologías

Metodologías aplicadas a integración de empresas

Metodologías aplicada

Con respecto a las metodologías utilizadas en procesos de automatización de integración de empresas, se percibe que todas se basan en la norma IS A S95 para su definición.

Y obviamente, el objetivo principal es gestionar la información de tal forma que sea unificada para los diferentes entes dentro de las compañías y que permitan realizar un control centralizado de los diferentes procesos internos.

Metodologías aplicada

Dentro de estas metodologías, se relaciona una referencia que aplica como guía para el reconocimiento de posibles riesgos en los proyectos de automatización industrial, que permite gestionar adecuadamente cada una de las fases de un proyecto referidas al tema de seguridad.

Las metodologías encontradas más destacadas son METAS, sistemas holónicos, DOMINIOS e IC MMS, y se resumen en la Tabla 3.

Metodologías aplicada

Como son metodologías mucho más amplias por el objeto de su aplicación, pueden contener métodos, modelos y herramientas variadas pero aplicables a múltiples procesos de producción.

La tendencia a una interpretación de los sistemas por automatizar como estructuras holónicas es lo que actualmente marca pautas para los investigadores.

Conclusiones

El desarrollo de un proyecto de automatización industrial implica diversas actividades, que están directamente relacionadas con el logro de objetivos y con tiempos cortos de desarrollo.

El uso de una metodología permitirá satisfacer estos requerimientos, además de la reducción de riesgos tanto administrativos como técnicos.

ConclusionesEsta recolección de información con respecto a las metodologías propuestas permite reconocer que tanto investigadores universitarios, como profesionales de industria en todo el mundo, están generando guías para el mejoramiento y estandarización de proyectos.

Entidades como IS A, IEEE e IEC generan normas como base estructurada para la generación de nuevos derroteros, ya sean aplicadas a unidades de producción independientes o al nuevo concepto de integración de empresa.

Conclusiones

Se reconoce que la tendencia a una interpretación de los sistemas por automatizar como estructuras holónicas es lo que actualmente marca pautas para los investigadores, permitiendo este tipo de metodología acoger cualquier proceso y aplicarlo en cualquier piso de la pirámide de automatización.