UNIVERSIDAD DE ORIENTE.

NÚCLEO DE MONAGAS.

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE SISTEMAS.

CURSOS ESPECIALES DE GRADO.

ÁREA: AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL DE PROCESOS INDUSTRIALES.

ESTRATEGIAS PARA AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL.

UNIDAD II: ORGANIZACIÓN DE LOS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN PARA LA AUTOMATIZACIÓN

(CIM: MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA).

EQUIPO PLC

TUTORA:

ING. JUDITH DEVIA.

PARTICIPANTES:

ABREU M. EDGAR L.

C.I.: V-18.657.589.

MARQUEZ O. FRANCISCO E.

C.I.: V-19.782.155.

FEBRERO DE 2014.

ÍNDICE.

Pág.

Introducción 1

Marco Teórico:

Conceptos Básicos 2

Manufactura Integrada por Computadora 2

Elementos Computarizados Integrales 4

Jerarquías de control con CIM 5

Implementación de CIM 5

Beneficios estratégicos del CIM 6

Límites para la implementación de CIM 6

Discusión 7

Conclusiones 9

Referencias 10

INTRODUCCIÓN.

La evolución en las empresas y los cambios tecnológicos que con ella vinieron han traído mejoras en los procesos productivos con el tiempo, pero al crear soluciones por medio de la tecnología han nacido también nuevas necesidades que cubrir, estas surgen de la curiosidad humana por saber hasta dónde pueden mejorar una tarea o mecanismo.

En muchas empresas, la automatización de ciertos procesos ocasiona que éstos se transformen en "islas", sin conexión evidente con los otros procesos que se ejecutan en la fábrica. Esto se debe a la falta de un concepto integrado probado y estándar; al alto costo de compra y puesta en marcha; y a la complejidad del cambio en la estructura organizativa.

La automatización ha llegado a ser parte de los nuevos tiempos en el área de la industria, de no ser así, no podríamos obtener los resultados en la producción en masa de muchos de los implementos que usamos diariamente. Por las ya antes mencionadas necesidades, hemos llegado al punto donde entra la manufactura integrada por computadora (CIM por sus siglas en ingles) la cual logra automatizar y optimizar por medio de computadoras estos procesos, concepto que representa nuestro objeto de investigación y que ampliaremos y desglozaremos a fin de entender plenamente su diversidad de caracteristicas y utilidades.

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MARCO TEÓRICO.

Conceptos Básicos.

Manufactura: Significa fabricar o producir objetos o mercancías manualmente

o por medios mecánicos. Sin embargo desde el punto de vista moderno envuelve todas las actividades necesarias para transformar la materia prima en producto terminado, para entregar el producto al cliente y soportar el desempeño del producto en el campo. Este concepto de manufactura empieza con el concepto de la entrega del producto, incluye actividades de diseño y especificaciones y se extiende hasta la entrega y actividades de ventas, por lo tanto involucra la integración de todos los sistemas de información.

Integración: Este término debe ser visto claramente por los diferentes

departamentos de la empresa sin importar la actividad que estén desempeñando, por lo tanto la necesidad de información es básica. Integración significa que la información requerida por cada departamento esté disponible oportunamente, exactamente en el formato requerido y sin preguntas. Los datos deben venir directamente de su origen, que incluyen a las actividades de cada una de las áreas de la empresa.

Las Computadoras son herramientas que se seleccionan para las actividades de automatización y también pueden ser seleccionadas para la integración automatizada. Entonces la manufactura CIM se define como el uso de la tecnología por medio de las computadoras para integrar las actividades de la empresa.

CIM (Manufactura integrada por computadora).

John W. Bernard lo define como "la integración de las computadoras digitales en todos los aspectos del proceso de manufacturad'.' Otra definición afirma que se trata de un sistema complejo, de múltiples capas diseñado con el propósito de minimizar los gastos y crear riqueza en todos los aspectos. También se menciona que tiene que ver con proporcionar asistencia computarizada, automatizar, controlar y elevar el nivel de integración en todos los niveles de la manufactura.

La manufactura integrada por computador (CIM) es un concepto acuñado a principios de los ´70. Esta se propone utilizar el poder de análisis, cálculo y procesamiento de las computadoras al servicio de la producción de bienes de mercado. CIM cubre varios aspectos de la industria, que van desde el diseño, la ingeniería, la manufactura hasta la logística, el almacenamiento y la distribución de

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los productos. El objetivo de esta tecnología es incrementar la capacidad de manufacturar piezas, productos terminados o semi elaborados usando el mismo grupo de máquinas. Para ello se requiere que las herramientas utilizadas sean flexibles y capaces de modificar su programación adaptándose a los nuevos requerimientos del mercado.

Ahora bien, 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. De ahí el punto: automatizar el diseño computarizado adoptando e integrando el proceso de manufactura en su totalidad.

Anteriormente se ha tratado de describir el concepto CIM y como las tecnologías de sus componentes calzan en ese concepto, los avances tecnológicos están permitiendo que la integración sea realizada. Esta tecnología se centra en la computación y las telecomunicaciones, y busca la integración de todas las actividades del negocio

Por lo tanto la manufactura integrada por computadora es uno de tantos conceptos avanzados que abarcan tecnologías modernas de manufactura, así como otros conceptos de manufactura como Justo a tiempo, calidad total, teoría de restricciones, etc. Lo realmente importante no es dar una definición al concepto, sino entender que se trata de una forma de trabajo en la cual todas las partes que intervienen para el desarrollo de un producto están enfocadas a lograr la meta de una organización.

Sin importar cuán eficientes sean las operaciones de corte, ensamblaje y movimiento de materiales, mientras no exista una buena coordinación y planificación no existirá real eficiencia. 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.

El MRP II ha sido llamado el sistema nervioso central de la empresa manufacturera. Contenidos en estos sistemas se encuentran los módulos de software que planean y organizan las operaciones de manufactura, permiten explorar mejores alternativas para la producción y los insumos, monitorean si las operaciones se ajustan al plan previo y permiten proyectar resultados -incluso financieros-. Se dice que ninguno de los sistemas actualmente instalados de CIM que tenga el MRP II lo usa a cabalidad, puesto que su capacidad de manejar información es demasiado elevada. La importancia de estos sistemas es obvia; a través de los datos ellos generan, recolectan y administran, estableciendo y manteniendo contactos con todas las locaciones y oficinas en la empresa.

La producción JIT, relacionada a la anterior, ha hecho que muchas compañías replanteen su estrategia de producción, debido a los grandes beneficios obtenidos tras su implementación. Una de las máximas del JIT es la de producir lo que y cuando se necesita, para eso reduce inventarios, particularmente inventarios de productos a medio terminar, y con ello costos de inventario. Partes

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compradas o materias primas son mandadas directamente a la línea de producción, varias veces al día si es necesario. Esta filosofía convierte el inventario en productos tan pronto como sea posible, y así echa por tierra la filosofía de mantener un buen inventario de partes de recambio "en caso de que se ocupen". Sin embargo, para que este sistema tenga éxito debe existir una estrecha relación con los proveedores, además éstos deben entregar un producto de calidad porque el JIT no permite perder tiempo en revisar las partes entrantes. Si los proveedores poseen una tecnología similar se evitan una serie de burocracias al hacer pedidos, pues las órdenes van de computador a computador. Si este sistema es bien aplicado, el JIT puede significar reducciones de hasta un 75% en el inventario y lograr así mejoras equivalentes en la calidad del producto.

Elementos computarizados integrales.

Un sistema 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. 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, y se debe implementar un entorno informático distribuido.

El diseño de un sistema (CIM) significa la aplicación de las teorías de sistemas a las empresas de manufactura, significa ver a la organización como unidad con ciertas entradas y ciertas salidas deseables, así como el diseño de sistemas basados en computadora e integrados por personas para lograr que las entradas se transformen en salidas. Sin embargo, la transformación de una compañía de manufactura, cuya automatización sea parcial, en una con manufactura integrada por computadora, es una tarea compleja y difícil.

Los retos tecnológicos son los problemas menores; en general, estos lo pueden resolver profesionales competentes con presupuestos apropiados. Es fácil diseñar un proceso que sea automático por completo, sin embargo, es difícil diseñar una serie de pasos que lleven de los sistemas manuales presentes y de la isla de automatización a la manufactura integrada por computadora (CIM) en una secuencia económica y sensata. Por esta razón, el sistema (CIM) no se puede

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vender como un producto o servicio en paquete; cada fabrica necesita consideraciones muy diferentes.

Jerarquías de control con CIM.

La tecnología computacional es la tecnología que integra todas las otras tecnologías CIM. La tecnología computacional incluye todo el rango de hardware y de software ocupado en el ambiente CIM, incluyendo lo necesario para las telecomunicaciones. Existe una jerarquía de control en los ambientes manufactureros, en la cual hay 5 niveles principales que se detallan a continuación:

Control de máquinas (PLC)

Control de celdas

Computador de área

Computador de planta

Computador corporativo

El nivel más bajo (1) consiste en productos basados en microprocesadores que controlan directamente las máquinas. En el segundo nivel, varias máquinas trabajan en conjunto, y aunque cada una de ellas trabaja con su propio control, existe un computador central que las maneja. El tercer nivel monitorea operaciones de un área de la planta, por ejemplo, una línea de ensamblado o una línea de soldadura robotizada. El computador de planta sirve más para funciones administrativas, puesto que a pesar de que la planeación debe hacerse a distintos niveles, siempre existe alguien que los autoriza y divide las labores en la planta.

Finalmente, y al tope de la jerarquía de control, encontramos el computador corporativo, dentro del cual reside la base de datos y los programas financieros y administrativos de la empresa. Una de las más importantes funciones de este computador es organizar la base de datos, de tal manera que ella pueda ser fácilmente manejada y guardada.

Implementación 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.

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Beneficios estratégicos del CIM.

A pesar de que los beneficios cualitativos del CIM no son cuantificados en las ecuaciones de factibilidad de inversión, se sabe positivamente que CIM aporta incuantificables beneficios. Entre los más importantes beneficios del CIM se encuentran las mejoras en la productividad, mayor rapidez en la introducción o modificación de productos, y una mejor intercambiabilidad de los trabajos específicos. Algunos de los más importantes beneficios estratégicos del CIM están presentados en la siguiente tabla:

Beneficio Descripción

Flexibilidad Capacidad de responder más rápidamente a cambios en los requerimientos de volumen o composición

Calidad Resultante de la inspección automática y mayor consistencia en la manufactura

Tiempo perdido Reducciones importantes resultantes de la eficiencia en la integración de información

Inventarios

Reducción de inventario en proceso y de stock de piezas terminadas, debido a la reducción de pérdidas de tiempo y el acceso oportuno a información precisa

Control gerencial

Reducción de control como resultado de la accesibilidad a la información y la implementación de sistemas computacionales de decisión sobre factores de producción

Espacio físico Reducciones como resultado de incremento de la eficiencia en la distribución y la integración de operaciones

Opciones Previene riesgos de obsolescencia, manteniendo la opción de explotar nueva tecnología

Límites para la implementación de CIM.

Es una inversión con efecto a largo plazo en la que existen alternativas de menor costo y riesgo debido al reducido número de éxitos logrados. Genera la incertidumbre asociada a la inversión en alta tecnología por la difícil justificación financiera a corto plazo. Puede darse el caso de que la empresa se resista al cambio por confusión sobre el propio concepto de CIM.

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DISCUSIÓN.

Basándonos en las lecturas e investigaciones realizadas y sintetizando la información obtenida, el equipo PLC concluye que la manifactura integrada por computadoras es la unificación del conjunto de procesos automatizados mediante el uso de computadores, permitiendo que se trabaje en el sistema como un todo con un fin común.

Bien es conocido que la industria es dinámica y variante en el tiempo, en ella se han incluido innumerables metodologías y sistemas que en sus momentos fueron lo nuevo, viéndose sustituidos por los que hoy vemos y con la certeza de que no serán los últimos avances. Esta vez observaremos como ha afectado la CIM a la industria, partiendo de que sus orígenes se deben a la necesidad en el entorno empresarial de poner a funcionar a todas las partes de la organización y de distintos procesos de forma unificada, bajo los mismos criterios y queriendo lograr que en todos los niveles jerárquicos se enfocaran en un objetivo en común.

La aplicación del CIM en la actualidad se enfoca en satisfacer aspectos bastante básicos: comunicación, libre información, producción eficaz y eficiente, comercio estable. Para lo que se usa la Planificación de Insumos de Manufactura y el sistema Justo a Tiempo. El primero con la finalidad de buscar una manera rápida y directa de producir, tratando siempre de rendir los insumos para una máxima producción que sea a la vez de alta calidad. El sistema Justo a Tiempo (JIT por sus siglas en inglés) se encarga de liberar inventario, produciendo lo necesario y con un stock suficiente para satisfacer demandas superiores a las esperadas, ahorrando espacio hasta en un 75% y con esto reducir costes de almacén o traslados adicionales, pudiendo emplear esta fuerza monetaria en otras áreas de la producción.

Los elementos que se pueden incluir en un diseño de CIM son principalmente la robótica, el diseño asistido por computadora, la manufacturación asistida por computadora y la misma planificación de insumos de manufactura. Estos elementos probablemente se puedan ubicar de manera sencilla en cualquier método de manufactura integrada por computadora. Y hasta resulte fácil la creación de una metodología para una empresa en especial, pero al diseñar la dificultad viene al momento de planificar estrategias que puedan orientarse al universo de industrias, debido a que la CIM es recomendable aplicarla de manera única según cada necesidad.

Hay una jerarquía dentro del control en la manufactura que se define y divide esencialmente en 5 niveles. El nivel de maquinas consiste directamente en controlar dispositivos y maquinas. En el control de celdas hay una computadora central que controla a las maquinas del nivel anterior. El control de área maneja de manera específica una parte de la producción. El computador de planta sirve más para funciones administrativas, puesto que a pesar de que la planeación debe hacerse a distintos niveles, siempre existe alguien que los autoriza y divide las

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labores en la planta. El control de planta se dedica a actividades de administración y dirección. Y por último, el control corporativo es el que posee la data en general, tiene la base de datos que debe organizar para poder ser usada según sea la necesidad.

El problema al aplicar la CIM es que hay empresas rígidas que presentan resistencia al cambio o que simplemente no asumen riesgos de inversiones a largo plazo por su necesidad de resultados a mediano y corto plazo. Además a veces por desconocer de qué trata la manufactura integrada por computadoras deciden desechar la idea de implantar un método de trabajo, control y producción diferente al usado en ese momento.

A pesar de estas limitaciones, también cabe destacar ventajas de este método. Por ejemplo, se reduce significativamente el espacio empleado en almacén debido a que el inventario es mas móvil y el producto pasa menos tiempo que antes en manos de la empresa, por la velocidad del proceso hay poco tiempo vago, el producto a pesar de ser hecho muy rápido presenta estándares de calidad muy altos por las constantes supervisiones que permite la flexibilidad del método en sí mismo.

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CONCLUSIONES.

La automatización de absolutamente todo abre espacios para pensar en formas de flexibilidad que no se pueden lograr en la manufactura convencional, y es justo por eso que las fabricas basadas en el sistema CIM responden con mayor rapidez que las convencionales a las cambiantes necesidades del mercado.

Aparte de la infraestructura, la administración de la empresa también debe de estar dentro del sistema CIM, ya que también se necesita que la empresa en general cambie el punto de vista para que la manufactura integrada por computadoras sea aun mas efectiva.

Los procesos han cambiado y seguirán cambiando, siempre en vías de mejorar los costes de producción sin afectar la calidad de los productos, sino por el contrario mejorarla. Los métodos actuales probablemente sirvan en un futuro solo como referencia para la creación de nuevos sistemas de control, manejo y producción, los cuales van siempre a favor de una estabilidad del mercado, donde no haya productos excedentes para mantener buenos precios de ventas y donde no falten para que no dar espacio a que surjan suplementos que puedan desplazarlos.

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BIBLIOGRAFÍA.

Manufactura Integrada por Computador. [Documento en Línea] Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Manufactura_integrada_por_computador (Consultado el 24 de febrero de 2014).

Manufactura Integrada por Computador. [Documento en Línea] Disponible en: http://www.emb.cl/electroindustria/articulo.mvc?xid=1682 (Consultado el 24 de febrero de 2014).

Manufactura Integrada por Computadora. [Documento en Línea] Disponible en: http://html.rincondelvago.com/manufactura-integrada-por-computadora.html (Consultado el 24 de febrero de 2014).

Manufactura Integrada por Computadora. [Documento en Línea] Disponible en: http://utemrobotindustrial.blogspot.com/p/manufactura-integrada-por-computadoras.html (Consultado el 24 de febrero de 2014).