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Automatizacin de una planta industrial

Gonzalo Lorenzo Lled

Director: Fernando

Torres Medina

Doctorado Interunivers i tar io en Automtica y Robt ica

Departamento de Fsica, Ingeniera de Sistemas y Teora de la Seal

ndice

0.-Introduccin 1

0.1.-Objetivos generales 1

0.2.-Estructura del proyecto 1

I. Parte de Docencia (2005-2006) 3

1.- Visin por Computador: Color 5

2.- Control Sensorial de Robots 6

3.-Manipulacin Inteligente y Aplicaciones de la Robtica 7

4.-Metodologas en Investigacin Cientfica y Tecnolgica 8

5.- Robtica Cooperativa 9

6.- Robtica Inteligente 11

7.- Anlisis y Reconocimiento de Patrones 12

II.- Periodo de Investigacin (2006-2007) 13

1.- Aproximacin al diseo de la automatizacin de una planta industrial 15

1.1-Automatizacin Industrial 15

1.2.- Tipos de Automatizacin 19

1.3.- Tecnologas de Automatizacin 21

1.3.1.-Definicin de un proceso de produccin 21

1.3.2.- Sistemas de Manufactura Flexible 26

1.3.2.1.- Celdas de Trabajo 29 1.3.2.2.- Lneas de Ensamblaje 35

1.3.3-Tipos de Tecnologas de Automatizacin 39

1.3.3.1.- CAD 39

1.3.3.2.- CAM 42

1.3.3.3.- CAE 44

1.3.3.4.- CIM-CEM 46

1.3.3.5.-PLC 53

1.3.3.6.-Control Numrico 55

1.3.4.-Metodologas para transporte automatizado de material. 59

1.3.4.1.- Sistemas de Almacenamiento 59 1.3.4.2.- Sistemas de Guiado Automtico 63

1.4.- Conceptos econmicos de la automatizacin 68

1.4.1.- Just in Time 68

1.4.2.- MRP 72

1.4.3.- ERP 73

1.4.4.- Job Shop Scheduling 78

1.4.5.- Work in process 81

1.5.- Nuevas tendencias. 81

1.5.1.- Redes de Petri 82

1.5.2.- Inteligencia Artificial 85

1.5.3.- Sistemas multiagente de Decisin 89

1.6.- Conclusiones 91

2.- Automatizacin de una planta industrial genrica 93

2.1.- Sensores 94

2.2.-Actuadores 98

2.3.- PLCS 99

2.3.1.- Futuras tendencias 104

2.4-Redes industriales 105

2.4.1.-Buses de Campo 106

2.4.1.1- Redes ASI 107

2.4.1.2.- Profibus 108

2.4.1.3.-Device Net, 113

2.4.1.4.-Compobus 117

2.4.2.-Buses orientados a dispositivos 117

2.4.2.1.-CAN BUS 118

2.4.2.2.-LONWorks 120

2.4.3.- Futuras Tendencias 124

2.5- Monitorizacin de sistemas/Scada 127

2.6.- Controladores Industriales 136

2.6.1.- Teora clsica de Control 136 2.6.2.- Teora Moderna de Control 141

2.6.3.- Futura Tendencias 144


3.- Particularizacin de automatizacin de una planta industrial 149

3.1.- Elementos de almacenamiento. 149

3.1.1.- Cintas transportadoras 149

3.1.2.- Tolvas 155

3.1.3- Aplicacin en el sistema 156

3.2.- Elementos de Control 158

3.2.1- Sistemas de PLCS 158

3.2.2.- Pantallas Tctiles 160

3.2.3.- Controladores de Peso 163

3.2.4.- Aplicacin al sistema 165

3.3.- Robots manipuladores 170

3.3.1.- Definicin y clasificacin de los distintos robots 170

3.3.2.- Sistemas de Manipulacin 174

3.4.- Hornos de pizza 181

3.4.1.- Generalidades de los hornos industriales 181

3.4.2.- Seleccin de hornos de pizza 183


4.- Diversas soluciones aplicables al sistema 189

4.1.-Metodologa aplicada 189

4.2-Esquema 1 192

4.3-Esquema 2 194

4.4.-Esquema 3 196

4.5.-Esquema 4 197

4.6.-Conclusiones 199

5.- Conclusiones y prospectivas de futuro 205

III-Anexos 209

1.-Paginas web consultadas 211

2.- Anlisis econmico de las distintas soluciones aplicables 219

2.1- Resumen econmico del esquema 2 219

2.2- Resumen econmico del esquema 3 220

2.3-.Resumen econmico del esquema 4 222

2.4.-Presupuestos seleccionados 225

IV-Bibliografa 229

ndice figuras

Figura 1: Controlador de Mquina de Vapor 16

Figura 2: Proceso de Manufactura 24

Figura 3: Ventajas de la incorporacin de la tecnologa FMS 27

Figura 4: Flujo de informacin en una celda de trabajo. 31

Figura 5: Empresa sin esquema CIM 48

Figura 6: Esquema Planta/PLC 55

Figura 7: Sistema de almacenamiento Automatizado AS/RS 62

Figura 8: Esquema Just in time extrado de www.monografas.com 71

Figura 9: Esquema de control con regulador inteligente 85

Figura 10: Esquema de una controlador inteligente 87

Figura 11: Componentes de un sensor 97

Figura 12: Otra clasificacin de los actuadores 99

Figura 13: Comparativa de las tecnologas PLC frente a las PAC. 104

Figura 14: Bits enviados por el maestro. 108

Figura 15: Bits enviados por el esclavo. 108

Figura 16: Esquema de una red industrial genrica. 109

Figura 17. Red DeviceNet para empresa de madera 115

Figuro 18: Boceto de sistema de gestion de fuel en un avin 120

Figura 19: Esquema de control remoto va Internet 127

Figura 20: Conexin PLC-Planta 129

Figura 21: Conexin SCADA-PLC 130

Figura 22: Conexin SCADA-Sistema de Control 131

Figura 23: Esquema clsico de sistema continuo 136

Figura 24: Esquema de un sistema discreto 137

Figura 25: Primer Esquema de control PID-Industrial 139

Figura 26: Control Multinudo para controlador PID-Industrial 140

Figura 27: Controlador PID-Autnomo 145

Figura 28: Planos de una planta industrial real. 157

Figura 29: Modelos de pantallas tctiles extrada de www.interempresas.net 162

http://www.interempresas.net/

Figura 30: Diversos modelos de controladores de peso 164

Figura 31: Esquema elctrico de PLCs 166

Figura 32. Posible esquema de entradas y salidas para esquema PLC 168

Figura 33 Diseo de una red industrial 170

Figura 34: Distintos robots manipuladores 173

Figura 35: Pinza de agarre para lasaa 179

Figura 36: Proceso de recogida de pasta 180

Figura 37: Manipulador de pescado 187

Figura 38: Diseo de una planta industrial 193

Figura 39: Esquema 2 194

Figura 40: Proceso de produccin de pizza en planta industrial 215

Figura 41: Otro proceso de produccin de pizza en lnea industrial 216

Figura 42: Presupuesto nmero 1 219






Figura 48 Presupuesto nmero 7 224


Prlogo

El presente documento es la memoria de investigacin realizada dentro del Programa

de Doctorado interuniversitario en Automtica y Robtica ubicada en la lnea de investigacin

del grupo Aurova del departamento de Fsica, Ingeniera de Sistemas y Teora de la Seal de

la Universidad de Alicante.

Mi constante inters por un tema tan novedoso como a la vez puntero como la

automatizacin inteligente fue la motivacin que impulso mi decisin en la eleccin de dicho

campo de estudio. A travs de todo el tiempo que he dedicado a trabajar y reflexionar sobre

todos los aspectos de esta memoria, me han dado la oportunidad no solo de conocer y

profundizar en este campo sino tambin creer en las posibilidades de seguir avanzando en

esta direccin y aprovechando las diversas ramas y campos de estudio dentro de la

Automatizacin.

Agradecimientos

En primer lugar, mi mayor sincero agradecimiento al profesor Fernando Torres

Medina, por haberme confiado en m para la realizacin de este proyecto. Su asesoramiento,

colaboracin y completa disponibilidad han sido claves en la elaboracin de este trabajo.

A continuacin mencionar mi gratitud al apoyo dado por mis padres (Asuncin y

Paco) y mi hermano Alejandro y haciendo una mencin especial a mi madre Asuncin Lled

Carreres por las constantes ayudas constructivas realizadas durante la elaboracin de esta

memoria y gracias por la ayuda desinteresada y el gran apoyo que me has prestado en el tramo

final Me has dado ese nimo extra que necesitaba. Gracias por estar ah siempre durante todo

este tiempo.

Quisiera dar las gracias a mi amigo Fernando Coloma que junto con mi madre fueron

las personas que me convencieron para iniciar la fascinante aventura de avanzar en el

conocimiento. Les voy a estar siempre muy agradecido por la ayuda que me prestaron al

tomar esta decisin

Quiero mostrar mi gratitud ante la amistad y la bondad mostrada por todos los

profesores del grupo Aurova (Jorge Pomares, Pablo Gil, Paco Candelas, Santiago Puente,

Laura Paya). Tampoco puedo olvidar a esa gente que ha estado diariamente han estado

conmigo en ese magnifico grupo de trabajo que formamos toda la gente del laboratorio

(Gabriel, Juan Antonio, Carlos Jara, Carolina, Manolo, Maria). Todos ellos han me han

aportado muchas cosas como persona durante este tiempo que estoy con ellos. Les doy las

gracias por hacerme mejor da a da.

Estas ltimas lneas las quiero reservar para una de las personas ms importantes mi

mejor amiga Andrea Gil Fernndez, gracias por darme el cario y comprensin que has

manifestado siempre durante la realizacin de esta memoria.

A todos vosotros mi ms sincero agradecimiento.

Parte 0

Introduccin

Introduccin

1

0.1.- Objetivos generales

Esta memoria de investigacin esta integrado dentro de la asignatura AUTOMTICA

INTELIGENTE del segundo curso del doctorado interuniversitario en Automtica y Robtica.

Los objetivos marcados en esta memoria son:

Automatizacin de una planta industrial

Disear esquemas de automatizacin lo mas rentables posibles

Aplicar todos los conceptos obtenidos en los estudios de automatizacin

Facilitar el control de sistema con mltiples variables

Automatizar el proceso de produccin de una pizza.

0.2.- Estructura del proyecto

El bloque 0 trata cuales son los objetivos del estudio y la estructura de la memoria.

El bloque 1, realiza una recopilacin de todas las asignaturas realizadas durante el

primer ao de doctorado.

El bloque 2 es el ms extenso y esta dividido en seis captulos que abordan el periodo

de investigacin.

El primer captulo analiza las distintas lneas de investigacin dentro del campo de la

automatizacin.

El segundo captulo profundiza en el conocimiento de los elementos necesarios para

automatizar una planta industrial.

El tercer captulo esta enfocado a una aplicacin prctica, automatizacin para una

planta de produccin de pizzas.

Automatizacin de una Planta Industrial

El cuarto captulo plantea diversas soluciones aplicables al sistema.

El ltimo captulo recoge las conclusiones y trabajos futuros.

El bloque 3 corresponde a los anexos. Los anexos estn divididos en 3 captulos:

El primer captulo es una recopilacin de diferentes pginas webs. Estas pginas nos

han servido para analizar los procesos de produccin de pizzas y los diferentes

componentes que intervienen.

El segundo captulo de este anexo profundiza en un anlisis econmico de los

esquemas planteados en el bloque 2 captulo 4.

2

Parte I

Periodo de Docencia (2005-2006)

Periodo de Docencia

1.- Visin por Computador: Color

Nombre de la asignatura: Visin por computador Color

Impartida por: Francisco Gabriel Ortiz Zamora

Calificacin: Sobresaliente

1.1.-Objetivos Concretos

-Dar a conocer espacios de color existentes en la actualidad -Dar a conocer las aplicaciones y mtodos de procesamiento de imgenes digitales en color

1.2.- Contenidos -Espacios de color fundamentales

-Espacios de color intuitivos

-Procesamiento vectorial de imgenes digitales

-Aplicaciones del procesamiento de color

1.3.-Evaluacin

Realizacin de la lectura y comprensin del artculo Espacios de color para

inspeccin de objetos naturales del autor Andrew Queisser. Se analizo los distintos espacios

de color y sus deficiencias. A partir de estas deficiencias se plantea la creacin de un nuevo

espacio de color que intentar subsanar esta problemtica. Para que los estudios tengan una

mayor fiabilidad se realizaron una serie de experimentos.

5


2.- Control Sensorial de Robots

Nombre de la asignatura: Control Sensorial de Robots

Impartida por: Jorge Pomares Baeza


2.1.-Objetivos Concretos 1.- Determinar los sensores y sistemas de control sensorial adecuados para realizar una tarea

en un entorno robotizado.

2.- Disear e implementar un sistema de control visual, aplicando la estrategia de control ms

adecuada.

3.- Conocer la problemtica derivada de los sistemas de control de fuerza y aplicarlos a tareas

de manipulacin e interaccin del robot con el entorno.

4.- Emplear la arquitectura de fusin sensorial ms adecuada a partir de un determinado

problema a resolver.

5.- Ser capaz de comprender y exponer un artculo especializado relacionado con los temas de

investigacin tratados durante el curso.

2.2.- Contenidos 1. Introduccin al control sensorial

2. Control de robots

3. Control visual

4. Control de fuerza

5. Control multisensorial

6. Fusin sensorial

2.3.-Evaluacin Se realiz un anlisis y exposicin sobre el estado del arte del control de fuerza. Para

ello analiza el control de fuerza para un mecanismo muy simple de 2 grados de libertad.

Observa las posibles restricciones que pueda plantear el modelo e intenta realizar una

generalizacin para n-grados de libertad.

6

Periodo de Docencia

3.-Manipulacin Inteligente y Aplicaciones de la Robtica

Nombre de la asignatura: Manipulacin Inteligente y Aplicaciones de la Robtica

Impartida por: Santiago T. Puente Mndez


3.1.-Objetivos Concretos 1.- Conocer los mtodos de manipulacin inteligente.

2.- Distinguir las ventajas de los distintos mtodos de manipulacin.

3.- Conocer las caractersticas de los mtodos de manipulacin basados en el contacto.

3.- Conocer las aplicaciones actuales de la robtica.

4.- Asimilar y exponer un trabajo de investigacin presentado en una revista o congreso. 3.2.- Contenidos 1. Introduccin y presentacin.

2. Mtodos de manipulacin inteligente.

3. Manipulacin inteligente mediante sensores de contacto.

4. Aplicaciones actuales de la robtica.

3.3.-Evaluacin

Exposicin y profundizacin en el artculo Reconstructing shape frrom Motion using

Tactile sensors de los autores Mark Moll, Michael A. Erdmann. En el se abordan en una

primera parte los distintos mtodos de reconstruccin de objetos en movimiento y se plantea

como trabajos futuros la reconstruccin para objetos parados. Esta actividad presenta una gran

dificultad.

7


4.-Metodologas en Investigacin Cientfica y Tecnolgica

Nombre de la asignatura: Metodologas en Investigacin Cientfica y Tecnolgica

Impartida por: Fernando Torres Medina


4.1.-Objetivos Concretos -Dar a conocer los sistemas de informacin y bsqueda bibliogrfica ms extendidos

-Dar a conocer las formas de escribir y presentar textos de tipo cientfico

4.2.- Contenidos -Introduccin

-Formas de acceder a bases de datos

-Formas de seleccionar bases de datos -Formas de presentar documentos escritos de tipo cientfico

-Formas de presentar oralmente trabajos cientficos

4.3.-Evaluacin

Realizacin del estado del arte de una temtica seleccionada por el doctorando. En este

caso se realizo sobre control de fuerza adaptativo. Para su elaboracin se emplearon todas las

bases de datos estudiadas en la asignatura.

8

Periodo de Docencia

5.- Robtica Cooperativa

Nombre de la asignatura: Control Sensorial de Robots

Impartida por: Oscar Reinoso Garca, Ramn P. eco Garca

Calificacin: Notable

5.1.-Objetivos Concretos -Evaluar diferentes alternativas para el desarrollo de tareas mediante robots cooperativos

-Reconocer los problemas inherentes a al robtica cooperativa

-Presentar ejemplos de desarrollos de robots mviles en tareas cooperativas

5.2.- Contenidos Tema 1: Robots cooperativos

- Introduccin

- Objetivos

- Posibilidades de empleo

Tema 2: Movimientos en robtica mvil

- Cinemtica de los robots mviles

Tema 3: Seguimiento y mantenimiento de formaciones

- Seguimiento del lder

- Mantenimiento grupal

- Control basado en comportamientos

- Campos de potencial

Tema 4: Box-Pushing

- Transporte cooperativo

- Arquitecturas de control

- Manipulacin cooperativa

9


Tema 5: Localizacin cooperativa

- Sistemas de visin

- Sistemas sonar

- Fusin sensorial 5.3.-Evaluacin

El trabajo realizado en esta asignatura se centro en el artculo Motion Planning of

multiple mobile robots for cooperative manipulation and Transportation Asushi de los

autores Atsushi Yamashita, Tamio Arai, Jun Ota, Hajime Asama IEEE Transactions on

robotics and automation,vol 19,n.2, April 2003. La investigacin presentada en este artculo

lleva a cabo estudios sobre tcticas de aprendizaje en robots moviles, adems de implementer

una serie de planificadores para que los robots puedan tener una cierta inteligencia.

10

Periodo de Docencia

6.- Robtica Inteligente

Nombre de la asignatura: Robtica Inteligente

Impartida por: Ramn P. eco Garca


6.1.-Objetivos Concretos -Estudiar los aspectos de aplicacin en ingeniera de la IA en los tres paradigmas:

jerrquico, reactivo y activo/reactivo. -Tcnicas multiagente, navegacin y planificacin de caminos para robots mviles.

-Estudio de tcnicas de integracin sensorial en Robtica.

6.2.- Contenidos 1. Introduccin a la IA y Robtica

2. El paradigma jerrquico. Arquitecturas de representacin

3. El paradigma reactivo. Fundamentos y diseo

4. Paradigma hbrido

5. Planificacin y localizacin en Robtica Mvil

6. Interfaces avanzados: procesamiento del lenguaje natural

7. Tcnicas de Control Inteligente en Robtica

6.3.-Evaluacin Analisis y ampliacin de los apuntes tomados en clase ademas de la comprensin del

artculo Reinforcement learning in the multi-robot domain. Maja J. Mataric, Autonomous-

Robotics. 4(1):73:83; March 1997. Este autor analiza las tcnicas ms importantes de

aprendizaje por refuerzo en robots mviles.

11


7.- Anlisis y Reconocimiento de Patrones

Nombre de la asignatura: Anlisis y Reconocimiento de Patrones

Impartida por: Mara Asuncin Vicente Ripoll


7.1-Objetivos Concretos

-Adquisicin de conocimientos tericos sobre anlisis y reconocimiento de patrones - Estudio terico prctico de los clasificadores

-Desarrollo de aplicaciones de visin artificial utilizando tcnicas de reconocimiento de

patrones

-Manejo de tcnicas de extraccin y seleccin de caractersticas y determinacin de la

aplicabilidad segn los entornos.

7.2-Contenidos -Estructura de un sistema de reconocimiento de patrones

-Teora de la decisin Bayesiana

-Tcnicas de extraccin y seleccin de caractersticas

-Mtodos de extraccin supervisado y no supervisado ( PCA)

-Mtodos de seleccin de caractersticas

-Introduccin a los clasificadores

-Clasificadores paramtricos

-Clasificadores no paramtricos

-Aplicaciones en visin artificial

7.3-Evaluacin Aplicacin del mtodo de PCA para reconocimiento de imgenes a partir de fotos

tomadas a distintos componentes de la clase. Se realizo varas prcticas sobre el este tema con

su informe.

12

Parte II

Periodo de Investigacin (2006-2007)

Aproximacin al diseo de la automatizacin de una planta industrial

1.- Aproximacin al diseo de la automatizacin de una

planta industrial

Este primer captulo realiza un anlisis de todas las tcnicas bsicas que definen las

teoras de automatizacin. El captulo comienza realizando una revisin sobre las distintas

definiciones de automatizacin y tipos. Posteriormente se profundiza en el funcionamiento

del sistema productivo y todo el conjunto de metodologas necesarias para mejorar el proceso

de produccin.

1.1.- Automatizacin Industrial

Este apartado realiza un breve recorrido sobre la historia de la automatizacin y cuales

son las distintas definiciones que existen.

Con el objetivo de definir el concepto de automatizacin [DiFrank-2007] realiza una

breve resea histrica sobre indicios referentes a sistema automatizados. El pionero en la

creacin de sistemas automticos fue Ktesibios de Alejandra, que vivi en el 300 AC. Su

invento consista en un regulador de flotador que tena como objetivo controlar la entrada del

agua a un reloj de agua mediante una vlvula de enchufe conectada a un flotador de madera

en un tanque. Una gota en el nivel del agua en el tanque producira que el flotador se cayera,

abriendo la vlvula para dejar entrar ms agua y mantener el nivel de agua en el tanque.

Posteriormente los antiguos egipcios unieron brazos mecnicos a las estatuas de los

dioses. Los sacerdotes eran los encargados mediante la gracia divina de inspirar movimientos

a las mquinas. No fue hasta los siglos XVII y XVII cuando surgen los primeros muecos

mecnicos que presentan unas caractersticas muy similares a los robots actuales. La revolucin industrial produjo la aparicin de nuevas creaciones mecnicas dentro

del campo de la industria. .[DiFrank-2007] indico que el mayor avance en la automatizacin

de la poca fue la aparicin de los motores de vapor inventados por James Watt.

15


Posteriormente surge el controlador flyball que fue pionero de su poca en la temtica

de control de fuerza.

Este dispositivo esta constituido por dos bolas metlicas montadas sobre dos brazos de

palanca que estn conectados al eje de salida rotativo del motor. Las bolas metlicas giran a

ritmos muy elevados, provocando que la fuerza centrfuga les empuje hacia fuera. Este

movimiento sera transferido a los brazos de palanca que al mismo tiempo activan a la vlvula

de control. Esta vlvula evita el flujo de vapor alrededor del pistn, reduciendo la velocidad

del motor. A continuacin se puede observar un esquema-resumen explicativo.

Figura 1: Controlador de Mquina de Vapor

Despus de analizar brevemente cuales han sido los sistemas automatizados ms

importantes a lo largo del tiempo. Vamos a profundizar sobre las distintas formas de definir

automatizacin. Como punto de partida se puede definir automatizacin como un conjunto

de tcnicas asociadas con la aplicacin de sistemas de tipo mecnico/electrnico y basado en

ordenadores, cuyo objetivo es la operacin y control de la produccin. Las primeras

16


definiciones de automatizacin fuero expuestas por [Parasuraman et al -1997] este autor

define la automatizacin como la reasignacin de una actividad realizar por el humano a una

mquina.

Posteriormente [Parasuraman et al -2000] definen de forma ms completa el concepto

de automatizacin mediante tres rasgos bsicos.

Control automtico de la fabricacin de un producto producido en un nmero de

etapas sucesivas.

El uso del control automtico a cualquier rama de la ciencia o su aplicacin en la

industria.

El tercer rasgo caracterstico es el resumen de las dos anteriores; y consiste en el

empleo de dispositivos electrnicos o mecnicos para sustituir trabajo humano.

En recientes investigaciones [DiFrank-2007] define la automatizacin como

operaciones automticas realizadas por un aparato, proceso o sistema que estn controladas

por aparatos mecnicos o electrnicos que actan como los rganos del ser humando de

olfato, vista.

Tomando como referencia las definiciones de automatizacin planteadas existe una

seria de ventajas e inconvenientes que influyen en su implantacin. Las primeras

investigaciones que exponen este conjunto de ventajas son de [Dale, W-1988].

Aumento de la productividad y consistencia en los productos [Stone, et al-1996]

La automatizacin genera una estabilidad y robustez en el sistema.

Las tecnologas de automatizacin no presentan fallos.

Mejorar las condiciones de trabajo del personal, incrementando la seguridad

Realizar las operaciones imposibles fsicamente para el operador humano

17


Mejorar la disponibilidad de los productos, pudiendo generar las cantidades necesarias

en el momento preciso.

Integrar la gestin y produccin.

En contraposicin a las teoras [Dale,W-1988] , [Thurman, et al-1997] expone una serie

de desventajas sobre la implantacin de la automatizacin en una industria.

La automatizacin es un nivel intermedio de inteligencia, con la suficiente potencia

para poder llevar a cabo actividades realizadas por el humano. Este sistema no est

capacitado para interactuar con todas las variantes del entorno.

El software de automatizacin solo responde a situaciones previamente establecidas en

el diseo. Los sistemas automticos presentan varios grados de fragilidad en funcin

de la actividad que realizan

La automatizacin es una herramienta englobada dentro del campo de la

productividad, que lleva asociada unos costes Estos costes son muy importantes ya

que conllevan la contratacin de un personal cualificado que sea capaz de trabajar con

las nuevas mquinas.

La falta de claridad es un factor determinante para desaconsejar la automatizacin. En

muchas ocasiones resulta muy difcil para el operador diferenciar que procesos

actan correctamente y cuales no, y en caso de producirse un fallo como actuar.

La aparicin de las islas de automatizacin. Estas islas consisten en la unin de

sistemas independientes y parcialmente automatizados para actuar como un solo

sistema. La unin de los sistemas la realiza el operador.

18


1.2.- Tipos de Automatizacin

A partir de la definicin de automatizacin planteada en el apartado anterior,

surgieron distintas investigaciones sobre los tipos de automatizacin que existen. Los

primeros autores en exponer sus resultados fueron [Nitzan, et al-1976]. Para estos autores

existen los siguientes tipos de automatizacin.

Automatizacin fija: Consiste en una fabricacin continua del mismo producto en

grandes cantidades.

Automatizacin fija o programable: Realiza la fabricacin de pocos productos en

pequeas cantidades y costes bajos, permitiendo una fcil programacin y la

realizacin de diferentes tareas. Est dotada de una gran flexibilidad que da lugar a

una gran cantidad de informacin que es manejada por el ordenador.

Posteriormente las investigaciones de [Mirchandani, et al-1988] profundizan en el

estudio de un nuevo tipo de automatizacin (la automatizacin flexible), partiendo de las

teoras de [Nitzan, et al-1976].

[Mirchandani, et al-1988] afirman que la base de la automatizacin flexible es la

flexibilidad de la maquinaria. Esta flexibilidad esta condicionada a una planificacin de la

produccin. La planificacin consiste en una secuencia de decisiones donde se ven

involucrados varios procesos, entre los cuales destacan: secuencia de trabajo de cada

mquina, la rutina de los trabajos etc.

En recientes investigaciones [Mandado.E-2005] amplanan los estudios planteados por

[Mirchandani, et al-1988] [Nitzan, et al-1976], definiendo cuatro tipos de automatizacin en

funcin del control del proceso de fabricacin:

19


Automatizacin fija. Las restricciones que presentan los equipos de fabricacin van a

condicionar la secuencia de produccin. Este tipo de automatizacin presenta las

siguientes caractersticas

o Esta constituida por una secuencia sencilla de operaciones

o Requiere una gran inversin debido a la demanda de equipos muy

especializados

o Posee unos elevados ritmos de produccin

o No se adapta a variaciones de la demanda.

Automatizacin programable. Se aplica en sistemas de fabricacin donde el equipo de

produccin esta diseado para realizar cambios en la secuencia de operaciones segn

los diferentes productos. Es adecuada para la fabricacin por lotes y no permite

realizar cambios en la configuracin de los productos. A continuacin indicamos una

serie de caractersticas que completan la definicin.

o Existencia de un periodo previo para la fabricacin de los distintos lotes.

o Para realizar lotes de productos distintos, se introducen cambios en el

programa y en la disposicin fsica de los elementos.

o Se realiza una gran inversin en equipos de aplicacin general como por

ejemplo las mquinas de control numrico.

o Un ejemplo de este tipo de automatizacin son los plc (Controladores lgicos

programables) y los robots.

Automatizacin flexible. Surge con el objetivo de subsanar algunas de las deficiencias

presentadas por la automatizacin programable. Esta capacitada para producir cambios

en los programas y en la relacin existente entre los elementos del sistema de

fabricacin. Un ejemplo de automatizacin flexible son las mquinas de control

numrico

20


Automatizacin integrada. Su objetivo es la integracin dentro del sistema productivo

de los distintos tipos de automatizacin. Presenta las siguientes caractersticas

o Se reduce el tamao de los lotes

o Existe una mayor diversificacin del producto en muchos casos superior a la

automatizacin flexible.

o Permite agilizar los plazos de entrega del producto.

o Su implantacin esta justificada en procesos de produccin discretos y en

continuos. Por ejemplo tiene una gran implantacin en industrias qumicas.

1.3.- Tecnologas de Automatizacin

Teniendo como referencia los conceptos bsicos de la automatizacin analizados en el

apartado 1.1. se pretende abordar la fundamentacin terica de las distintas metodologas que

permitan la automatizacin de un proceso de produccin. A continuacin en el siguiente

apartado de este captulo se revisan las fases que componen un sistema de produccin y las

metodologas que se podran aplicar para automatizar dichos procesos.

1.3.1.- Definicin de un proceso de produccin

Realizando revisiones sobre las distintas definiciones sobre el concepto de un proceso

de produccin nos centramos para la aplicacin del diseo del sistema de produccin en la

concepcin ofrecida por la OTA (Oficina Americana de Tecnologa, 1984) que realiza una

primera aproximacin sobre el proceso de manufactura. Desde la perspectiva de la OTA, todo

proceso de produccin comienza en el momento en que el departamento de gestin decide

realizar un nuevo producto, partiendo de la informacin disponible del Staff de marketing.

Desde este departamento se envan las especificaciones del tamao, forma, funcin y diseo

de ejecucin al departamento de ingeniera y desde ste se va a desarrollar la planificacin

para el producto, teniendo en cuenta la maquinaria y los materiales que son necesarios.

21


Durante este proceso de diseo y planificacin del producto hay que tener en cuenta la

toma de decisiones en cuanto a la eleccin de materiales a utilizar y la maquinaria. Sin

embargo en situaciones de produccin con menor cantidad de productos no existen tales

elecciones y disminuyen la complejidad del sistema. Como sntesis de esta primera fase del

sistema de produccin nos ratificamos que su funcin est orientada al diseo de un modelo

de producto a partir de las necesidades del mercado.

En la siguiente fase propuesta por la OTA, denominada fase de produccin se centra

en la eleccin de las maquinarias necesarias para producir las piezas segn los procesos

definidos en la fase de diseo. En esta fase de produccin se subdivide en tres subprocesos

que a continuacin detallamos:

Manipulacin del material. Cada uno de los procesos que se van a realizar exigen unos

materiales precisos que deben ser trasladados de una zona a otra de la planta. Por este

motivo existen diversas estaciones de trabajo que van a dividir los procesos en

distintos subprocesos permitiendo una reduccin de los costes y un aumento de la

productividad. A modo de ejemplo se dispone de sistemas de transporte como

carretillas y cintas transportadoras.

Fabricacin. En esta fase se realiza la transformacin del material mediante unos

mtodos de fabricacin. Los procesos mas conocidos son extrusin, moldeado,

torneado, fresado etc. La seleccin de cualquiera de estos mtodos depende del tamao

y la forma de la pieza. Como ejemplo, para producir piezas cilndricas se utiliza el

proceso de torneado. En estos procesos de fabricacin el tiempo de realizacin de las

piezas juega un papel muy importante y dependiendo de su complejidad las piezas se

producirn en mayor o menor tiempo, dando lugar a una mayor eficiencia en el

proceso de produccin

Acabado. La produccin de productos implica una fase final de revisin. Los procesos

de fabricacin pueden producir imperfecciones en la pieza que deben ser eliminados y

para evitar dichas imperfecciones se utilizan tcnicas de control de calidad para

aumentar la eficiencia de la lnea de produccin. Otras tcnicas utilizadas para

eliminar estas imperfecciones son el pulido de la pieza, su repintado, etc.

22


Una vez finalizada la fase de produccin de la pieza corresponde a una nueva fase,

denominada postproduccin. En esta fase encontramos momentos claves: el ensamblaje y el

control de calidad.

En el ensamblaje se produce la unin de diversas piezas terminadas para producir una

nueva entidad superior. Esta fase se considera enlace entre produccin y

postproduccin, preparando al producto para superar la siguiente fase del control de

calidad.

En el control de calidad se establecen unos estndares para determinar qu productos

deben ser enviados al mercado o permanecer en la zona de almacenamiento. El

establecimiento de unos ndices de calidad altos dota al sistema de una mayor

productividad y eficiencia.

Segn la conceptualizacin de calidad existen dos corrientes a la hora de implementar

la calidad en una fase de la produccin o en otra. Algunos autores plantean la posibilidad de

que el control de calidad se realice durante el proceso de fabricacin. Mientras que otros,

consideran que el control de calidad debe realizarse despus de terminar la fase de

ensamblaje.

Una vez explicado y revisado el funcionamiento de un sistema de produccin desde la

concepcin de la OTA, presentamos a modo de sntesis en el siguiente grfico, todo el

recorrido del producto dentro del sistema de produccin basado en los tres momentos clave:

diseo, produccin y postproduccin.

23


Marketing y gestin

Diseo Borrador de

diseo detenido

Manufactura/Ingeniera

Inventario Manipulado de materiales

Fabricacin Terminado

Control de Calidad

Ensamblaje Inventario

Inspeccin pieza

Restricciones diseo

Necesidades e ideas producto

Borrador diseo

Anteproyecto

Planificacin Proceso

Materiales Materiales Pieza desigual

Pieza acabada

Producto acabado

Fabricacin repetitiva

PRODUCCIN

POST PRODUCCION

DISEO

Figura 2: Proceso de Manufactura

24


A continuacin, tomando como referencia las teoras de la OTA sobre sistemas de

produccin, realizamos una revisin sobre las diversa dificultades que se plantean en los

procesos de manufactura.

Flujo de informacin. Como consecuencia de que las grandes empresas establecen en

los procesos de produccin, grupos de trabajo de gran cantidad de gente en los

procesos de produccin, puede provocar una gran prdida de informacin en el

trnsito de una fase a otra.

Coordinacin. Una de las deficiencias ms relevantes y acusadas en los procesos de

produccin es la existencia de falta de coordinacin entre el desarrollo de los distintos

procesos de produccin.

Eficiencia. Los procesos manufacturados plantean una gran cantidad de alternativas.

Cada alternativa lleva incorporada diferentes tipos de productos y maquinaria Esta

diversidad de alternativas produce un desperdicio y mal uso de los materiales y

prdida en el tiempo de produccin.

Flexibilidad. Desde el punto de vista econmico, se entiende por flexibilidad el rango de productos y el volumen que puede producir una empresa. El mundo empresarial tan

competitivo presenta cada vez ms unos ciclos de vida de los productos ms cortos y

un aumento de la demanda de productos realizados a medida. Por estas razones, en

muchos casos los sistemas manufacturados pueden presentar ciertas deficiencias ya

que no pueden responder ante las variaciones bruscas de la demanda y ciclos de vida

de sus productos. Este aspecto se analizar con ms profundidad en el siguiente

apartado.

25


1.3.2.- Sistemas de Manufactura Flexible

Como consecuencia de la situacin descrita en el apartado anterior, las empresas

plantean con urgencia la bsqueda de produccin de productos de calidad y de bajo precio.

Esta situacin puede tener efecto rebote, provocando muchas veces un incremento de los

precios, y un desabastecimiento de material. La solucin que se plantea en la manufactura de

la produccin es la implementacin de nuevas tcnicas. Estas tcnicas que podran permitir

mejoran la situacin descrita se entiende como sistemas de manufactura flexible.

En las primeras investigaciones sobre los sistemas de manufactura flexible, autores

como [Chen, et al-1991], definen un FMS (Flexible Manufacturing System) como una

configuracin controlada por el ordenador, constituida por puestos de trabajo semi-

independientes. Esta tcnica lleva incluido un sistema de manejo material diseado para

fabricar de forma eficiente entre bajos y altos volmenes ms de un tipo de pieza. Los

componentes de un sistema FMS son:

Una Maquina herramienta Estndar de control numrico.

Una red de transporte para mover piezas y herramientas entre las mquinas y las

estaciones fijas.

Un sistema de control que coordina las maquinas herramientas, las piezas de trabajo y

las partes mviles de los elementos.

Los autores citados explican en sus investigaciones como es el funcionamiento de un

sistema FMS y que a continuacin detallamos:

En la mayor parte de instalaciones FMS, la materia prima entra a la cadena como

piezas de trabajo o piezas sin tratar. Estas piezas se almacenan en un palet para

posteriormente ser cargadas en una estacin de trabajo y ubicadas en zonas diferentes de las

mquinas herramienta. Las piezas y el pallet son transportados mediante el sistema de manejo

material al sistema de colas de las mquinas de produccin. El flujo de piezas en el sistema es

dirigido directamente mediante el PC, que acta como coordinador del trfico.

26


Los sistemas de manufactura flexible aportan una serie de ventajas que permiten

solucionar las deficiencias de los sistemas manufacturados planteadas por la TOA. A

continuacin mostramos en el siguiente grfico una tabla resumen sobre las ventajas que

incorporan los sistemas FMS

Criterio Beneficios potenciales por operacin

Productividad Bajo coste de las piezas Coste ms bajo que en las lneas de transferencia.

Sistemas Amplia la capacidad de la maquinaria

Equipo Reduccin para un menor coste Labor de direccin Menor coste de inventario

Work in process Reduccin del tiempo de trabajo de la mquina

Utilizacin del equipo Reducido para mas salidas. Tiempo de ventajas de produccin Realce de las salidas continuas

Capacidad de Mantenimiento de la Produccin Mayor cantidad de movimientos para ms salidas

Flexibilidad Operacional Mejor control del capital

Introduccin a la tecnologa de fase Calidad

Reducido para menos y mejorados procesos

Medidas Preventivas Reducido para menos costes inversin Evaluacin Medidas Reduccin de los costes de revisin

Fallos Internos Reduccin de costes en garanta etc Fallos Externos

Figura 3: Ventajas de la incorporacin de la tecnologa FMS

Con posterioridad a las investigaciones realizadas por [Chen, et al-1991], [Kim, et al-

2001] plantean una nueva definicin para un proceso de manufactura flexible, aportando

nuevos resultados de investigacin. Por consiguiente, desde la perspectiva de stos, se

concibe un FMS como un sistema automatizado de fabricacin formado por mquinas de

control numrico capaces de realizar mltiples funciones y un sistema de manipulacin de

material automatizado. El control de este sistema es dirigido por un ordenador. Como

consecuencia de este planteamiento propuesto por estos autores, se establecen dos tipos de

sistemas de manufactura flexible, a diferencia de [Chen, et al-1991], que no conceban dicha

divisin.

27


Sistemas de movimiento de piezas: En este sistema las operaciones son asignadas

a las mquinas y las herramientas necesarias son cargadas en el programa de

herramientas, a continuacin las piezas son movidas entre las mquinas. En este

paso las planificaciones de las rutas de las piezas son determinadas por la decisin

de la asignacin de las operaciones. Una vez la herramienta es cargada en el

programa ya no se cambia salvo que se produzca una rotura.

Sistemas de movimiento de herramientas: Las piezas slo son tratadas por una

mquina para ser procesadas. Una vez situadas las piezas en la mquina no sufren

ningn desplazamiento sino que es la mquina la que se va moviendo con un cierto

movimiento relativo con respecto a las piezas. Puede darse el caso que algunas

herramientas tenga que ser prestadas de una maquina a otra o tradas desde la zona

de almacn. En cambio, existe la posibilidad que las herramientas no estn

disponibles para las piezas a la que estn asignadas. El tiempo es una de las

variables ms importantes que existen en los sistemas de manufactura. El sistema

tiene un retardo de la herramienta debido a los desplazamientos entre todas las

mquinas. El tiempo de espera de la herramienta representa la mayor parte del

tiempo de retraso de la herramienta. El tiempo de espera de sta puede estar

afectado por la disponibilidad de la herramienta, y su nmero. El nmero de

herramientas recibe el nombre de configuracin de copia de herramienta. La

determinacin de esta configuracin se define como planificacin del problema de

requerimientos de herramienta (TRPP)

En recientes investigaciones [Peschke, et al-2005] plantean nuevas arquitecturas para

los sistemas de manufactura flexible.La nueva arquitectura recibe el nombre de PABADIS

que esta basada en PROMISE (Reconfiguracin de sistemas de manufactura orientados a

producto). El citado autor determina que la arquitectura PABABIS se caracteriza por una

serie de elementos:

28


Arquitectura de control centralizada en los recursos.

Integracin de la interfaz de control de campo para mejorar el intercambio de datos.

Dispositivos avanzados con interfaces estndar para sistemas de control distribuido,

Conceptos avanzados de distribucin de las rdenes de gestin

Conceptos para describir y comparar productos y procesos de produccin relacionados

con reas especficas de la industria.

Redes de trabajo flexibles de fuentes de manufactura mediante estructura

participativas.

1.3.2.1.- Celdas de Trabajo.

En este apartado se exponen cules son las caractersticas bsicas de las celdas de

trabajo que componen un sistema de manufactura. Las celdas surgen con el objetivo de

conseguir una especializacin y mayor eficiencia de la cadena de produccin. En las primeras

investigaciones sobre la temtica [Freund, et al-1993] definen celda de trabajo como una

unidad de maquinaria que coopera en el taller realizando externamente y de forma autnoma

operaciones del proceso de produccin. La celda est constituida por dispositivos de

automatizacin como robots, mquinas y sistemas de transporte. Dentro de una celda de

trabajo se realizan tres actividades o procesos bsicos que a continuacin detallamos:

Identificacin del producto. Se inicia cada vez que un producto nuevo llega a la celda

de trabajo. Esta funcin permite la organizacin del sistema en diferentes productos.

Logstica interna. Las actividades de la logstica interna son el transporte y el

almacenamiento de productos y piezas dentro de la celda de trabajo. Esta actividad es

controlada por el PLC (controlador lgico programable) el cual est conectado al

controlador de celda con el objetivo de permitir el flujo de informacin.

Proceso de produccin. La realizacin de los productos, en muchos casos suele ser

descentralizado del proceso de produccin. La maquinaria que se utiliza en estos casos

se compone de robots cuya caracterstica principal es su flexibilidad. El proceso

29


anterior es posible debido a la capacidad de los robots para conectarse al controlador

de celdas.

A continuacin y a modo de aplicacin de todo lo expuesto en este apartado vamos a

presentar una aplicacin de una celda de trabajo con sistemas multi-agente (varios

dispositivos inteligentes, ej robots) para aplicaciones de ensamblaje.

Uno de los elementos que constituyen el sistema es el controlador de la celda. Este

dispositivo se encarga de dar las rdenes de trabajo, segn el plan de proceso

establecido. Estas rdenes se encargan en cada momento de definir qu operacin se

debe realizar y cul es la maquinaria asociada.

Adems existe en el sistema dos robots de ensamblaje que se comunican mediante un

sistema de transporte de productos que reciben el apoyo de dos dispositivos que

testean su funcionamiento.

El sistema tambin est dotado de un conjunto de robots mviles que se encargan de

realizar la identificacin de los productos que intervienen en el proceso.

Retomando las investigaciones de [Freund, et al-1994], que incorporan nuevos

elementos a la conceptualizacin de las celdas de trabajo, definindolas como un conjunto de

dispositivos automticos coordinados por un sistema de control que intervienen en el proceso

de produccin, en el caso de que falle alguna de las componentes del sistema. Estas celdas

estn dirigidas por un controlador de celda que produce las rdenes de trabajo e integradas en

un sistema de control y de flujo de material.

30


Por consiguiente, a partir de estas teoras, hemos elaborado se el siguiente esquema

que resume el modelado de una celda de trabajo y que presentamos en la figura 5:

Controlador Celda de Trabajo Capa de Celda de

Trabajo

Controladores Dispositivos

Equipo para la produccin (robots mquinas

herramientas)

Capa de Control de Procesos

Capa de Funcin

Figura 4: Flujo de informacin en una celda de trabajo.

Teniendo como marco lo expuesto en el esquema anterior, hemos llegado a los

siguientes resultados:

Los controladores de dispositivo son conectados al controlador de la celda de trabajo

verticalmente, mediante el uso de un dispositivo interfaces de flujo especfico. Estos

controladores no se pueden comunicar horizontalmente con otros controladores situados en la

capa de procesos. Como consecuencia el controlador de la celda de trabajo maneja el proceso

de manufactura mediante la coordinacin de los dispositivos situados en la capa de funcin.

Siguiendo las lneas de investigacin planteadas por [Freund, et al-1994], [Regh.J-

2002], plantea una serie de problemas que surgen en la implementacin de las celdas de

trabajo. Segn este autor las celdas de trabajo se encuentran con los siguientes obstculos:

31


Analizar el conjunto de ventajas e inconvenientes de utilizar hardware de produccin

ya utilizado frente al uso de nueva maquinaria de proceso.

Seleccin de automatizacin fija o automatizacin flexible.

Este mismo autor, establece de forma precisa dos tipos de celdas de trabajo.

New Automation. En este tipo de celdas de trabajo, el hardware de automatizacin y la

maquinaria del proceso de produccin son incluido dentro del proceso de

automatizacin.

Existing production cells. La finalidad de este tipo de celdas es mejorar el proceso de

produccin mediante la integracin de la maquinaria actual con el nuevo hardware y

software de automatizacin.

Asimismo, [Freund, et al-1994] elaboran una aplicacin de una celda de trabajo a la

que denominan LUCAS, que presentaba las siguientes caractersticas:

Aplicacin Universal. Esta caracterstica implica que el controlador del sistema es

adaptable a cualquier configuracin de celda de trabajo.

Fcil programabilidad. Los procesos de manufactura tienen distintas actividades

ejecutndose al mismo tiempo, por lo tanto se dificulta la ejecucin de los procesos de

las celdas de trabajo en un programa. Para evitar estas dificultades se propone

describir solamente el proceso que sigue el producto dentro de la celda de trabajo.

Minimizacin de los tiempos de espera en los procesos de manufactura debido a

perturbaciones y cambio de equipamiento. Los factores que aconsejan esta

minimizacin de los tiempos seran:

32


o Minimizacin de los tiempos de parada por cambio de equipamiento. Las

celdas de trabajo debido a la gran flexibilidad permiten que unos dispositivos

trabajen a pleno funcionamiento mientras otros se estn reparando. La perdida

de tiempo en estos dispositivos depende de la complejidad de la celda.

o Minimizacin de los tiempos de parada por perturbaciones. Todas las

actividades de la celda son supervisadas por el controlador de celda. La

produccin de un error solo ser detectado si afecta al medio del modelo de la

celda de trabajo.

Con posterioridad a las investigaciones de [Freund, et al-1994], [Garg, et al-2001]

determinan que el aumento de la dificultad de las celdas de trabajo se solucionara con la

coordinacin de los robots dentro de una celda de trabajo ya que segn [Freund, et al-1994] en

sus investigaciones estableci que los robots son un elemento bsico en las celdas de trabajo.

Siguiendo con las investigaciones de [Garg, et al-2001] en las que se determina que las celdas

de trabajo utilizan el procesado de un alto nivel de datos distribuidos y un flujo de material

automatizado. Asimismo, establece que coordinacin de los robots implica un modelado de la

celda de trabajo realizada mediante capas. Cada una de las capas representa la localizacin de

las mquinas y el flujo de informacin de una mquina a otra etc. Este autor, establece las

siguientes tipologas de las capas de las celdas de trabajo:

Capa de funcin. Consiste en el proceso de agrupacin de todas las mquinas que

realizan una funcin similar.

Capa de Celda. Las celdas de trabajo estn constituidas por diferentes mquinas y cada

celda est destinada a procesar distintas familias de piezas.

Celdas de trabajo flexible. Es la capa ptima que resulta de la combinacin de la capa

de celda y la capa de funcin. Una clula de trabajo flexible esta compuesta por una

mquina de control numrico (CNC), estaciones de carga y descarga, sistemas

automticos de manipulacin de material, sistema de control, inspector de estaciones.

33


A partir de las anteriores hiptesis [Garg, et al-2001] plantean una metodologa de

trabajo para el diseo de una celda de trabajo, teniendo en cuenta como factor muy

importante, la comparacin del coste de producir la pieza y el coste de implantar la celda de

produccin. Este factor puede determinar la creacin o no de la celda de trabajo. Segn estos

autores, los pasos a seguir en la elaboracin de una celda de trabajo son los siguientes:

Se debe realizar una definicin de las operaciones que se van a ejecutar en la celda:

torneado, taladrado, fresado y vaciado.

Realizar un anlisis de los diferentes componentes necesarios para la celda de trabajo.

Las celdas de trabajo estn compuestas por una mquina de control numrico, distintos

robots para cargar y descargar mquinas herramientas y piezas. Los robots utilizados

son los SCARA.

Para finalizar con la divisin de todo los componentes de las celdas de trabajo en

capas segn las teoras de [Garg, et al-2001] y a continuando se planifica un estudio

econmico de la disposicin de cada una de estas capas para establecer cul es la ms

adecuada.

Una vez revisadas las distintas investigaciones sobre el modelado de las celdas de

trabajo y la coordinacin entre los distintos robots, consideramos necesario analizar

investigaciones que han analizado la optimizacin de la aplicacin de robots en las celdas de

trabajo. Para ello, nos centraremos en los trabajos de [Carpio,A-2003] sobre mtodos de

calibracin para robots. Esta metodologa de trabajo se puede dividir en los siguientes pasos

que a continuacin exponemos.

Masterizado del robot. Este proceso consiste en la deteccin de los offsets de los

encoders. Para alcanzar este objetivo se elabor un programa cuya finalidad era

conseguir que el robot alcanzar 22 posiciones distintas frente a la cmara de medida.

La puesta en marcha de este proceso implica la implantacin de tres diodos infrarrojos

en la herramienta del robot.

34


Obtencin de la posicin del robot as como la posicin cero de la celda. Para obtener

estos datos se utiliz un software de medida y un palpador. La alienacin ms rpida y

eficiente se realiza palpando puntos de referencia sobre el propio til. La ausencia de

estos elementos provoca la alineacin de la pieza por comparacin con el archivo

CAD, palpando libremente con una bola de un dimetro aproximado de unos diez

milmetros, una serie de puntos sobre el elemento fijo de la celda. El sistema de

coordenadas adecuado se obtiene mediante el algoritmo del mejor ajuste.

Informacin relativa del robot respecto a la celda robtica (Worldframe con respecto

al robotframe). A partir de la informacin obtenida en el apartado anterior y con la

ayuda del modelo cinemtico del robot, se puede utilizar el software Rocal ID para

obtener las posiciones relativas que es el objetivo de la investigacin.

Determinacin del toolframe de la herramienta (TCPF). A travs de las medidas 3D y

gracias a los datos obtenidos anteriormente (posicin de la base del robot y el modelo

cinemtica del mismo) se pudo determinar mediante un software la posicin del

ltimo eje del robot respecto a la cmara.

1.3.2.2.- Lneas de Ensamblaje

Dentro del sistema de produccin existe la fase de postproduccin en la que en

muchos casos las distintas piezas terminadas son unidas para formar piezas ms complejas.

Esta operacin requiere la utilizacin de lneas de ensamblaje. Tomando como referencia las

aportaciones de la web http://www.esi2.us.es/~fabio/TransASP.pdf, para una primera

aproximacin sobre esta temtica, se define ensamblado como la unin de dos o ms piezas

para la creacin de una nueva entidad. Las lneas de ensamblaje de este proceso se pueden

clasificar en tres tipos:

Manual nica.

Lnea de ensamblaje manual

Lnea de ensamblaje automtico.

35

http://www.esi2.us.es/%7Efabio/TransASP.pdf


[Kang, et al 1990] realizan una ampliacin la anteriores investigaciones,

determinando que las lneas de ensamblaje se definen como un secuencia de operaciones

realizadas por estaciones de mquinas. Las piezas van pasando de una estacin a otra llegando

al final del proceso. Este autor insiste en que las lneas de ensamblaje no se ajustan a la

definicin tpica debido a tres aspectos:

La no existencia de zonas de almacenamiento de informacin en las estaciones.

Las restricciones asociadas al transporte de material son incluidas en el diseo.

La divisin de los lotes de produccin se realiza en funcin de grupos de piezas y no

segn piezas.

Sin embargo, las investigaciones ms recientes han planteado la existencia de

deficiencias en las teoras de [Kang, et al 1990]. Un ejemplo de esta deficiencia se plantea al

dividir el trabajo en distintas estaciones, cada una de las cuales tienen unos tiempos de

trabajo muy similares. En resumen, este problema consiste en la distribucin de las tareas de

la lnea. Para evitar estas deficiencias se han llevado a cabo aplicaciones de sistemas de

manufactura flexible, cuya objetivo era conseguir lneas de ensamblaje capaces de producir

simultneamente distintos tipos de productos. Otro objetivo era conseguir la manipulacin de

volmenes pequeos y medios de piezas. Estos objetivos se pueden fusionar en el siguiente

planteamiento: las lneas de ensamblaje tienen que ser capaces de producir volmenes bajos y

medios de diferentes tipos de productos de forma simultanea. La planificacin de las

operaciones en las distintas operaciones de trabajo comienza a ser la llave del aumento de la

productividad.

Continuando con las investigaciones sobre las lneas de ensamblaje y sus deficiencias,

[Jin et al-1994] proponen soluciones al problema de la falta de flexibilidad de las lneas de

ensamblaje. Estos autores dividen la lnea de ensamblaje en pequeas estaciones que realizan

una operacin. Las estaciones estn dispuestas en una lnea y se comunican con una cinta. De

esta forma se permite la fabricacin de distintos tipos de productos y se tiene una mayor

flexibilidad. La arquitectura de la lnea es controlada mediante un sistema de control

jerquico. Existen un nmero elevado de factores que influyen en el funcionamiento de una

lnea de ensamblaje.

36


Desde el punto de vista del control de la lnea [Jin et al-1994] plantean el diseo de

mdulos de control de los dispositivos que intervienen. Esta divisin en mdulos

permite rpidos cambios en la lnea para la fabricacin de distintos productos. El

nmero de estaciones de trabajo esta determinado por el nmero de operaciones. En

los modelos simples, las estaciones de trabajo actan como buffers almacenando

informacin sobre las tareas.

El transporte es otro de los factores que se tiene que analizar. Para la fabricacin de

microcojinetes el sistema de transporte esta formado por cintas que transportan las

piezas sobre unas bandejas. Existen cuatro tipos de configuraciones para el transporte:

off line, red, on-line, in-line. La realizacin y seleccin de las configuraciones esta

condicionada a factores como:

o La adaptacin del proceso de produccin de micro-cojinetes a una lnea de

ensamblajes, requiere la divisin del proceso en pequeas operaciones de un

corto periodo de tiempo.

o Para obtener el mximo rendimiento del sistema por parte del operario con

ciclos de produccin tan cortos, los tiempos de transporte deben ser mnimos.

o La configuracin debe ser barata de instalar y fcil de controlar.

Teniendo en cuenta los factores descritos, [Jin et al-1994] realizan una explicacin

mas detallada del funcionamiento de la lnea de ensamblaje. El sistema est compuesto por

controladores de lnea, controlador de la estacin y el robot/operador. Las estaciones de

trabajo estn montadas directamente sobre la cinta para poder suministrar material de forma

continua. Para evitar los cuellos de botella en la produccin se realiza la reserva de dos

estaciones de control. El sistema de transporte que se utiliza es el in-line que es un estndar

modular para todas las operaciones de ensamblaje de la lnea. El motor de la cinta esta

operando de forma continua salvo en el caso que llega a las estaciones de trabajo, cuando el

motor se para se produce la descarga de la pieza. Si la operacin se realiza sobre la pieza

actual, la bandeja es levantada lejos de la cinta. Una vez dentro de la estacin de trabajo la

bandeja es depositada en un almacn. La informacin sobre el sistema es obtenida mediante

37


una serie de sensores que permite determinar las posiciones de las bandejas en el proceso de

produccin.

En la misma lnea de investigacin que los anteriores autores, [Ismail, et al-2002]

plantean una serie de definiciones sobre los distintos tipos de ensamblajes.

El ensamblaje entendido como un proceso en el que piezas o sub-ensamblajes son

juntados para formar un producto final.

Una lnea de ensamblaje manual es una lnea de produccin que consiste en una

secuencia de estaciones de trabajo donde las tareas son desarrolladas por los humanos.

Cada estacin se encarga de una parte del trabajo final.

Sin embargo, el principal problema de las lneas de ensamblaje segn [Ismail, et al-

2002] es la falta de un estndar de tiempos para la realizacin de los productos, adems de no

realizar el balance de las lneas de ensamblaje. Este proceso se realiza obteniendo la media

del tiempo de produccin de cada producto y la eficiencia de la lnea. Los problemas en las

lneas de ensamblaje sean automticas o manuales son prcticamente iguales

Las futuras lneas de investigacin dentro de esta temtica se centran en auto-

ensamblajes programables. Segn [Klavins,E-2007], este concepto se basa en el fenmeno

natural de la reorganizacin de las partculas de forma simultaneas para formar una

estructura coherente. Este evento natural podra aportar una gran cantidad de mejoras en los

procesos de ensamblaje ya que de forma automtica se podran generar productos adecuados a

las necesidades del medio en el menor tiempo posible.

La implementacin de este suceso natural dentro del campo de la robtica se

producira utilizando una serie de componentes y metodologas. El primer elemento que se

utiliza son los robots modulares. Estos estn constituidos por dispositivos electromecnicos

que pueden unirse a otros robots, rotar o trasladarse. Mediante la interaccin local entre varios

grupos , se pueden reconfigurar en diferentes formas, replicarse ellos mismos etc.

38


La agrupacin de unos 20 robots modulares recibe el nombre de piezas programables.

Cada pieza esta formada por bastidores que forman un tringulo equiltero. En su interior

existen varios dispositivos entre los que destacan tres mecanismos de latching, tres

transceivers de infrarrojos, un microcontrolador, un controlador de los circuitos. Cada eje del

bastidor esta constituida por un mecanismo de latching y un transceiver. Debido a los imanes

que llevan incorporados estos sistemas, en el momento que dos piezas programables chocan

se produce su unin inmediata. El intercambio de informacin entre piezas se produce

mediante el uso de los transceivers de infrarrojos. El objetivo de la investigacin es conseguir

estructuras que tengan una alta probabilidad, utilizando mtodos de grafos para disear el

modelo y programar el camino y las interacciones de las piezas.

1.3.3-Tipos de Tecnologas de Automatizacin

Despus de analizar el proceso de produccin, las distintas variables que presenta y

sus posibles mejoras, en este apartado se van a analizar segn [Ashayeri,et al-1996], las

metodologas que permiten el diseo, planificacin y control de procesos. La primera de las

tecnologas aplicadas es CAD (Computer Aided Design), este mtodo permite producir un

diseo aproximado de la pieza real. Una vez diseada en CAD sufre una serie de pruebas en

simulacin mediante las tecnologas CAE (Computer Aided Enginering). Finalmente

mediante la metodologa CIM (Computer Integrated Manufacturing) hace posible una gestin

y planificacin de la informacin.

1.3.3.1.- CAD

Las empresas estn dotas de un departamento de marketing que es el encargado de

recoger las demandas que presenta el medio sobre cualquier tipo de producto. Estas demandas

las recibe el departamento de ingeniera que mediante las tecnologas CAD realiza un boceto

a escala real de lo que sera el producto acabado. Existen diversas conceptualizacin sobre el

funcionamiento y funcionalidad de las tecnologas CAD.

39


La consulta de la pgina web http://lorca.umh.es permite definir CAD como una

metodologa implicada en la utilizacin de los sistemas informticos para realizar tareas de

creacin, modificacin, anlisis y optimizacin de un diseo. En resumen el objetivo

principal que se busca es la definicin de la geometra de la pieza. Los sistemas CAD estn

compuestos de los siguientes elementos y tcnicas que aumentan sus virtudes dentro del

sistema de produccin.

Modelado geomtrico. Consiste en un conjunto de tcnicas cuyo objetivo es la

representacin de entidades geomtricas.

Tcnicas de visualizacin. Son los elementos esenciales para la generacin de las

imgenes del modelo.

Tcnicas de interaccin grfica. Constituyen el elemento soporte para la entrada de la

informacin geomtrica en el sistema

Interfaz de usuario. Permite la interaccin con el elemento de diseo.

Base de datos: Es el elemento encargado de almacenar toda la informacin generada

por el modelo. Entre los datos mas destacados que almacena son los datos de diseo

sobre la pieza, los resultados de los anlisis que se realicen.

Mtodos numricos. Forman la base para los mtodos de clculo utilizado en los

sistemas CAD.

Elementos de fabricacin. Esta constituido por todo el conjunto de maquinaria

destinada a los procesos de fabricacin.

Elementos de comunicacin: Es necesaria la implementacin de un conjunto de

dispositivos que permitan la comunicacin entre diversos sistemas con tecnologa

CAD. l

40

http://lorca.umh.es/


La [TOA-1984] nos ofrece un enfoque ms amplio a la definicin de CAD obtenida

en http://lorca.umh.es. Para esta entidad la tecnologa CAD es un sistema de diseo

electrnico utilizado en ingeniera, destinado a evitar la utilizacin clsica de papel y lpiz.

Un sistema CAD permite la combinacin en el PC de varias curvas y lneas para forma una

pieza de acuerdo con las especificaciones. CAD aporta formas de trabajo mas complejas,

permitiendo la comunicacin con el sistema de produccin y el envo de las caractersticas

para su fabricacin. Estas tcnicas de diseo sirven como punto de partida para las

metodologas CAE, ya que posibilitan un anlisis del diseo del producto maximizando su

utilizacin. La principal ventaja que incorporan los sistemas CAD es la reduccin de muchos

de los trabajos de diseo, adems la posibilidad de realizar infinitas variaciones del modelo a

fabricar. Esta posibilidad era muy limitada en pocas anteriores a la implantacin de los

sistemas CAD.

La forma de realizar el diseo en las tecnologas CAD es muy variado. En la mayor

parte de los sistemas se utilizan dispositivos de teclado y ratn para poder interactuar con el

sistema, en otros casos tambin se pueden utilizar lpices pticos o sistemas de pantallas

tctiles que permiten al operario pulsar en la pantalla. Los sistemas CAD tambin presentan la

posibilidad de realizar una digitalizacin de la pieza a partir del modelo realizado, a partir de

la conexin de pequeos terminales a los ordenadores. El proceso de digitalizacin permite

crear una base de datos para que pueda ser consultada por los distintos departamentos de la

empresa.

A partir de las investigaciones expuestas anteriormente se pueden extraer tres

funciones bsicas que permiten el aumento de la productividad del diseador

Los productos tienen zonas simtricas con respecto a otros productos. El sistema

permiten manipular estas zonas repetidas para situarlas en cualquier zona de la

pantalla.

La opcin del zoom permite ver detalles de la pieza y cambiar las escalas de una parte

con respecto a otra de la pantalla.

41



La pieza puede ser observada desde distintas perspectivas.

Las futuras lneas de investigacin de esta temtica estn enfocadas hacia dos campos

claramente diferenciados.

La bsqueda por conseguir una reduccin del tiempo de produccin, como

consecuencia los sistemas CAD deben llevar incorporado una interfaz grfica que

permita al operario delimitar cuales son los pasos para la produccin del producto

La combinacin de las tecnologas CAD y CAE permite realizar de ensayos de

elementos finitos con las piezas y diferentes tipos de simulacin dentro del ambiente

real de trabajo.

1.3.3.2.- CAM

Este apartado esta enfocado al estudio de la tecnologa CAM que esta ntimamente

relacionada con la tecnologa CAD. Como punto de partida de las investigaciones se realiz la

consulta de la pgina web http://lorca.umh.es . CAM es una metodologa consistente en la

utilizacin de sistemas informticos para realizar la planificacin, gestin y control de las

operaciones de una planta de fabricacin. Estas aplicaciones tienen distintas funciones,

destacando la programacin de robots que operan en celdas de fabricacin escogiendo y

seleccionando las herramientas.

El elemento ms importante de las aplicaciones CAM son las interfaces, que pueden

ser de dos tipos:

Interfaz Directa. Esta constituida por aplicaciones en las cuales el PC se conecta

directamente al proceso de produccin con el objetivo de realizar tareas de

supervisin y control.

Interfaz Indirecta. El ordenador funciona como un elemento de ayuda del proceso, sin

llegar a interactuar con el directamente.

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La [TOA-1984] da una visin mucho ms prctica de los sistemas CAM. Para este

organismo CAM se define como el conjunto de los distintos tipos de automatizacin

programable que se utilizan en una empresa y que ayudan a la produccin. Entre las distintas

herramientas que presentan estas aplicaciones estn los robots, mquinas de control numrico,

sistemas de manufactura flexible y sistemas automatizados de manejo de material.

Como consecuencia de la gran cantidad de ventajas que plantean los sistemas CAM

[Tandon, et al-1999] plantean la posibilidad de la unin de las tecnologas CAD / CAM para

integrarlas en los procesos de manufactura. Para la integracin se utiliza un sistema

Pro/Engineer. Se produce la seleccin de este programa debido a las siguientes caractersticas:

Completa Asociatividad. Las variaciones en cualquier fase del proceso, afectan al

resto del proceso de produccin.

Modelado basado en caractersticas. La fusin de ambos sistemas debe permitir la

posibilidad de incorporar en cada momento los conocimientos del producto.

Modelado paramtrico. Esta caracterstica hace posible disear las restricciones de la

pieza., permitiendo una continua variacin del modelo dotando al sistema de

flexibilidad.

Gestin de Datos. Este rasgo debe permitir la accesibilidad a la base de datos por parte

de los distintos usuarios. Las caractersticas de estos usuarios deben ser lo mas

heterogneas posible; distintas plataformas, sistemas operativos.

A partir de las anteriores caractersticas, se pueden obtener una serie de mejoras que se

producen en los sistemas de produccin donde se aplican la fusin de estas tcnicas.

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Diseo del producto y modelado. Existe la posibilidad de realizar multitud de diseos

del producto atendiendo las necesidades del cliente.

Elementos de anlisis. Se puede obtener un profundo anlisis sobre los distintos

elementos que pueden influir en la pieza, como por ejemplo temperatura, fatiga del

material.

Fase de desarrollo de maquinaria. Permite disear todo el conjunto de maquinaria

necesaria para la produccin del producto. Los tiempos de realizacin suelen ser muy

pequeos, debido a la no modelizacin de la herramienta.

Manufactura. Se realiza el diseo mas adecuado a la realidad del proceso de

produccin a partir de la informacin obtenida en las caractersticas anteriores.

Optimizacin. La obtencin de la solucin ms adecuada para el sistema en un

proceso muy complejo. Las variaciones en cualquiera de las variables del sistema dan

lugar a distintas soluciones. La solucin ptima se obtiene tras realizar el menor

nmero de cambios en las variables del sistema.

Intercambio de datos y herramientas de web. Se habilita la capacidad de disponer de

un servidor web que permita el acceso al proceso por parte del operario en cualquier

instante.

1.3.3.3.- CAE

En este apartado se va a realizar un anlisis de las distintas metodologas que permiten

integrar dentro del sistema de produccin las actividades realizadas por el departamento de

ingeniera. Este tcnica recibe el nombre de CAE (Computer Aided Enginering). Como punto

de inicio de las investigaciones, al igual que en los casos anteriores, se consulto la pgina

http://lorca.umh.es . En ella CAE es conceptualizada como la tecnologa encargada de utilizar

sistemas informticos para realizar el estudio de las geometras generadas por los sistemas

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CAD. CAE dota al diseador de la capacidad de simular y estudiar el comportamiento del

producto para refinar aquellos aspectos que sean grandes deficiencias. Dentro de las

tecnologas CAE, las ms utilizadas son los elementos finitos. Esta tcnica matemtica

permite profundizar en del comportamiento de tensiones, deformaciones, transmisin de

calor, distribucin de campos magnticos, flujo de fluidos o cualquier otra caracterstica del

producto.

En las primeras investigaciones sobre la temtica, [Walker et al-1984] profundizan en

los aspectos mas importantes de las tecnologas CAE realizando una aplicacin prctica. El

objetivo que se plantean es poder realizar una fusin entre ambas tcnicas de forma que se

dote al sistema de produccin de una mayor flexibilidad, generando una disminucin de los

tiempos de realizacin de las distintas fases del proceso. Por este motivo antes de exponer las

conclusiones de su aplicacin prctica [Walker et al-1984] realizan una definicin de los

sistemas CAE. CAE es un conjunto de software dedicado a la realizacin del anlisis del

comportamiento de las piezas en la lnea de produccin. Otro de sus componentes es el

hardware habilitado en las estaciones de trabajo.

Despus de revisar cuales son los aspectos mas importantes de las tecnologas CAE

segn [Walker et al-1984], los cuales aplican estas tcnicas para el diseo de un sistema de

control de crucero de un coche. La aplicacin de estas tcnicas exige el modelado previo de la

zona de trabajo teniendo en cuenta aspectos como las perturbaciones etc. Tomando como

referencia esta aplicacin [Walker et al-1984] obtuvieron una serie de caractersticas que

pueden definir a los sistemas CAE.

Desarrollo del modelo, definicin e integracin de los subsistemas, gestin de las

libreras de modelos de los subsistemas.

Anlisis de datos, gestin del modelo y construccin a partir de los datos.

Identificacin del sistema

Simulacin

Diseo de Control y procesamiento de seal

Optimizacin

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Como conclusin final en las investigaciones de [Walker et al-1984] se obtienen una

serie de pasos o condiciones que siguen los algoritmos CAE para su correcto

funcionamiento.

Dispone de un librera de funciones sobre anlisis de matrices en el nivel fundamental

de algebra lineal.

Incorpora una serie de herramientas matemticas para evaluar las condiciones de

varios problemas numricos.

Se implementan algoritmos que estn basados en estructuras matemticas unificadas.

Por ejemplo las ecuaciones algebraicas de Riccati. Este nivel esta centrado en la

resolucin de ecuaciones del nivel intermedio que estn integradas en las soluciones

algebraicas lineales del nivel bajo.

1.3.3.4.- CIM-CEM

Para finalizar en el estudio del grupo de tecnologas que permiten realizar una

organizacin, gestin y organizacin de la produccin, abordaremos el estudio de la

tecnologa CIM (Manufactura integrada por ordenador). Esta tcnica es considerada como la

herramienta que permite al resto de las tecnologas CAD (Dibujo Asistido por Computador)

integrarse en el sistema de produccin. Desde la informacin que nos ofrece la web

http://lorca.umh.es podemos definirla como una tecnologa cuyo objetivo est centrado en

unir las islas de automatizacin para que cooperen de forma conjunta. CIM intenta usar una

nica base de datos que recopile toda la informacin de la empresa y que permita la gestin

integral de todas las actividades de la empresa.

Tomando como referencia la definicin anterior, [Lang, C. L.-1989] elabora una

planificacin e implementacin de la tecnologa CIM para una empresa. Las empresas que no

siguen la tecnologa CIM siguen los siguientes pasos para la realizacin de sus proyectos:

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En un primer momento la empresa se encargara de la definicin del negocio del

producto, su naturaleza y el impacto que va a tener en el mercado.

A continuacin se definen las futuras posiciones del producto en el mercado en

trminos de crecimiento etc.

Se determinan unas estrategias para conseguir los objetivos marcados de acuerdo con

las restricciones del mercado.

En el siguiente paso, tomando como referencia los datos obtenidos en el apartado

anterior se elabora un plan de negocios, que se encargara de mostrar los objetivos en

trminos de tiempo, que tiene que alcanzar la empresa. En esta fase se establecen una

serie de objetivos prioritarios.

Para finalizar se asigna a cada una de las partes del proyecto el material necesario en

forma de maquinaria y de personas para la implementacin del plan.

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Establecimiento de la misin

Objetivos de la compaa

Estrategias

Plan de Negocio Objetivos

Programacin de las actividades del

proyecto

Asignacin de Recursos

Implementacin del Plan

Figura 5: Empresa sin esquema CIM

Sin embargo, a partir del funcionamiento de la empresa representada en el anterior

esquema, la implementacin de la filosofa CIM conllevara los siguientes pasos.

Inicializacin del proyecto. Se establece la organizacin del proyecto y todas las

metodologas que se van a utilizar. El personal es asignado a cada una de las partes del

proyecto. El plan forma la base para la asignacin de los recursos del proyecto.

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Desarrollo del modelo econmico de la compaa.

As-is anlisis. Se realiza un anlisis del medio en el que trabaja y se desenvuelve la

empresa.

Necesidades de Anlisis. El anlisis esta dirigido a identificar las funciones de negocio

que pueden ser ms beneficiosas para las nuevas tecnologas. El anlisis da una

imagen de las futuras necesidades de la empresa.

Seleccin y evaluacin de las mejoras de tecnologa. Se estudia que nuevas

tecnologas se pueden implantar en la empresa para ayudar a conseguir los objetivos

marcados.

Plan Maestro. Una vez se ha producido la seleccin del material necesario para llevar

la ejecucin del proyecto, se presenta a la gestin. Si la gestin aprueba el plan se

deben planificar 3 objetivos.

o Las primeras acciones que se llevarn a cabo en la automatizacin

o Qu automatizar y cmo automatizar

o Qu integrar y como integrar

Implementacin del Plan. Las tecnologas seleccionadas para la ejecucin del plan

deben llevar una planificacin y una implementacin asociada.

Relacin Beneficios/Costes. Realizar un estudio concienzudo de los costes y

beneficios de la realizacin del proyecto.

Por consiguiente, la implementacin del esquema CIM genera en las empresas cuatro

niveles de integracin:

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Comunicacin: Este nivel requiere una estructura completa de datos sobre las

comunicaciones entre los distintos ordenadores.

Gestin de los intercambios. Los intercambios de informacin entre las aplicaciones

deben realizarse dentro de una serie de restricciones del sistema.

Datos. Este nivel requiere la creacin de una base de datos CIM (Manufactura

Integrada por computador).En esta base se definen que elementos se necesitan y cual

es su relacin con el resto.

Interfaz de usuario. Es necesario que todas las islas de automatizacin posean la

misma interfaz de usuario

Para finalizar, en las investigaciones realizadas por [Lang, C. L.-1989] se enumera de

forma precisa algunos problemas que presenta la metodologa CIM y que seran:

La implementacin de la filosofa CIM implica un perfecto conocimiento de las fuerza

de trabajo. Los operarios en muchos casos desconocen las metodologas que se van a

implementar y necesitan una costosa formacin

Cultura de implantacin de nuevas tecnologas. La implantacin de las nuevas

filosofas de gestin implica una desconfianza por parte del personal de la empresa.

Los departamentos mas altos de las empresas deben tener un correcta coordinacin

con el resto de la empresa para evitar que en muchos casos las ordenes no se aplique

correctamente o tras un tiempo excesivo.

En la misma lnea, [Aardal, M.-1995], determina que no existe una definicin clara de

la filosofa CIM aunque existe una definicin bastante extendida que lo considera como una

parte crtica de nuestro xito en conseguir una mayor productividad. Este autor nos propone

una nueva conceptualizacin del CIM, entendido como el sistema de control que gestiona la

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manipulacin automtica del material mediante robots y que permite la conexin al proceso y

la medida de los equipos para automatizar la recogida de datos.

De la misma manera, este autor intenta mejorar las deficiencias presentadas en el

modelo CIM, proponiendo un

automatización de una planta industrial - rua:...

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