introducción a los sistemas integrados de producción · 7 gestión integrada de la producción 2...

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Introducción a losSistemas Integrados de Producción

David Salinas Sandoval

Notas del Curso Introducción a CIM. 2007 Mario Ramos, D. Salinas

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Programa Asignatura 2006N° UNIDAD HORAS1 Introducción a CIM 42 Código de Control Numérico (CNC) 6

3 CAD / CAM 104 Robótica 105 Control Automatizado de la calidad 106 Tecnología de grupo y proceso de fabricación 27 Gestión Integrada de la Producción 28 Redes Industriales 89 Modelo CIMUBB 410 Taller CIM. Proyecto final 6


3

Cristhian Aguilera Mario RamosDavid Salinas ([email protected])Luís Vera

Unidad 1. Manufactura Integrada. Modelo CIM y ERP


4


5

Número de Máquinas según Sistema de Manufactura (Fuente: Ricardo Jiménez)

Evolución de la Manufactura


6

Fracción de re-trabajo con respecto al trabajo total según Sistemas de Manufactura(Fuente: Ricardo Jiménez)

Evolución de la Manufactura


7

q2(t)

NivelInformación

q1(t)

q (t)

Asegurar una « buena »regulación delflujo de producción en la empresa

q2(t)=q3(t)

q3(t)

Automatización de la Producción y CIM


8

Regulación: cambio en la demanda (q3)

q2

q3q

t

Sobre cumplimiento

Incumplimiento


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Regulación: perturbaciones en el sistema (q1)

q

t

q3

q2

q1

Incumplimiento


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Estratégico

Táctico

OperacionalCorto plazo

Mediano plazo

Largo plazo

Sistema Físico

Sistema deInformación

Niveles de Automatización


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Niveles de Automatización (Estratégico)

1. CIM crear o amplia sistemas de automatización. Visión de futuro.2. Define la estructura de automatización, mediante datos de

producción comunes y homogéneos. 3. Exige la comunicación entre los diferentes sistemas de

automatización – Máquinas de control numérico, autómatas programables, ordenadores con sistemas de gestión de datos, redes de comunicación, sistemas de diseño software.

4. Garantiza un flujo continuo y adecuado de información.

Trata de garantizar los objetivos de mejora de la empresa y su adecuación continua al mercado


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Niveles de Automatización (Estratégico)

La planificación global. (Periodo amplio).CIM avanzar por conceptos parciales. (Complejo)Integración de automatización existente y nuevas requiere una armonización válida a largo plazo.Modificaciones en la estructura organizativa. (forma escalonada).Fuerte inversión de capital. (Varios años).La capacitación de los trabajadores no puede adaptarse acorto plazo a nuevas técnicas y estructuras.

Ambito de la dirección

de empresas


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Flexibilidad del producto y procesosCalidad del productoAutomatizaciónReducción de tiempos y aumento de la productividad

Nuevas políticas de producción

Cambio de paradigmaCambio de paradigma


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Variedad limitada de productosDiseños de larga vida de productosPlantas mayores y centralizadasFlujos regularesInventario de reserva

Gran variedad de productosRápido cambio del diseño de los productosPlantas de menor tamaño y descentralizadasFlujos irregularesCero inventario

Fabrica tradicionalFabrica tradicional Fabrica modernaFabrica moderna


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Tiempo, años

Vent

as

1 32 4 5

Antes

Ahora

Ciclo de vida del producto


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Los sistemas de producción

Sistemade Gestión

Sistema de

Información

Sistema Físico


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Planificación y Control deProducción

Actividad Organizacional de CIM

Planificación de Recursos

Planificación de Requerimientosde Materiales

Loteo y Balanceo

Orden de Producción

Control de Producción

CAD/CAM/CAXManufactura y Diseño Asistido

CAD/CAEDiseño e

IngenieríaCAQ

Controlde Calidad

CAMManufactura

y Ensamblado

CAPPProceso deFabricación

CIM Computer Integrated Manufacturing


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Sistemas Integrados de ProducciónComputer Integrated Manufacturing (CIM)

Sistemas Integrados de ProducciónComputer Integrated Manufacturing (CIM)

Procesos integrados ycontrolados por computador

Procesos integrados ycontrolados por computador

Red local de comunicaciónBases de datos comunes y

distribuidas

Red local de comunicaciónBases de datos comunes y

distribuidas

Ethernet

BD BD

BD

BDBDBD


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Caso CIMUBB

WS1 WS2 WS3

Mill PCLathe PCPLC Robot Controller Robot Controller Robot Controller

Camera

CIM-Manager

RobotRobot

Robot

Célula Subordinada a WS2Célula Subordinada a WS1 Célula Subordinada a WS3

LatheMillConveyor

LSM


20

Laboratorio CIMUBB (www.cimubb.ubiobio.cl)


21

Niv

el d

e A

plic

ació

n In

dust

rial

Desarrollo Crecimiento Madurez Obsolecencia

ERP

CIM

SFM

CNDCFF

CNCCN

MC

Nivel de crecimiento de nuevas las tecnologías


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Tipología de sistema de producción

•Continua: misma secuencia, sin interrupción. •Discreta: orden de proceso variable, con interrupción en la producción

¿Qué tipo de sistemas físico de producción?

Continua Discreta

Posición fija oProyecto

Por producto Por proceso

Por actividades Celular


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Producción ContinuaEn una línea sin interrupción

Poca flexibilidadAutomatización alta

Fácil transporteCosto unitario bajoGestión “simple”

Grandes lotes de producción

Balance de materia


24


25


26

Proyecto o Posición fijaEl producto no se mueve por fragilidad o tamaño

Mucha flexibilidadAutomatización bajaCosto unitario altoGestión “media”

Ruta crítica


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Por producto o en serie

En una línea según el proceso de fabricación Poca flexibilidadAutomatización alta

Fácil transporteCosto unitario bajoGestión “simple”

Balanceo de líneas

Diseño del ProductoCAE/CAD/CAM


28

Por proceso o por lotes (1)

Por actividades similares FlexibilidadAutomatización media

Mucho transporteCosto unitario medioProblemas de gestión

Ruteo y secuenciamiento


29

Por proceso o por lotes (2)

Por células de fabricación

Ruteo y secuenciamiento


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Célula Flexible de Manufactura

Transporte

Comunicación

IBM PS/2

Computador

Máquinas

Dedicadas a una familia de piezas


31

Los tipos de sistemas de producción

Estandarización AltaBaja

Volúmen

Bajo

Alto

Proyecto oPosición fija

Por ProcesoProducción

por lotes

Por ProductoProducción

en serie

Produccióncontinua

Más automatizaciónMás productividad

Más flexibilidadMás costo unitario


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Número de variante de piezas

Máquinas CNC

Tamaño de lote o

Identidad de piezas

Escasa

Mediana

Alta

Muy Alta

Fabricación individual

Fabricación en pequeñas series

Fabricación en serie

Fabricación en masa

Escaso Mediano Alto

Fabricación Continua

Línea de transferFlexible

Sistema de fabricación Flexible

Isla de fabricación Flexible

Célula de fabricación Flexible

Los tipos de sistemas de producción


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Tipos de sistemas

321 TBTBQTTTCV ++=

TTCV : tiempo total durante el ciclo de vida del producto

T1: tiempo para producir una unidad del producto

T2: tiempo para planificar y configurar cada batch de producción (adquisiciones, configuración de máquinas, materias primas, etc.)

B: N° de batch producido en el ciclo de vida

Q: N° de unidades por batch

T3: tiempo de ingeniería, costeo, matricería, hojas de ruta, etc.


34

TCV : tiempo promedio por cada unidad producida

BQT

QTTTCV

321 ++=



por lotes Por ProductoProducción

en serie Produccióncontinua

Q

TCV

T1

T1 más importante:Producción

T2 y T3 más importantes: Ingeniería y setup

T3 más importante: Ingeniería


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Selección del tipo de proceso

Depende del estudio de factibilidad técnico-económico:•Demanda

•Oferta•Inversión

•Costos Fijos•Costos Variables


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Punto de Equilibrio:Determinación del volúmen

Costo Total= Costo Fijo + Costo Variable TotalCT= cf + v*cv

Ingreso Total= Volúmen* precio

I= v*p

Utilidad= Ingreso Total- Costo Total

U= v*p-(cf+v*cv)

U= I-CT


37

Punto de Equilibrio

I = CT

v*p = cf + v*cv

Veq. = (cf + v*cv)/p

$

Q (Unidades)PE

Costo Total

Ingreso Total


38

Computer Integrated

ManufacturingY

ERP

Procesos integrados y

controlados por computador

Procesos integrados y

controlados por computador

Red local de comunicación

Bases de datos comunes ydistribuidas

Red local de comunicación

Bases de datos comunes ydistribuidas

Ethernet

BD BD

BD

BDBDBD

Automatización vía CIM y CAX


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Planificación y Control deProducción

Actividad Organizacional de CIM

Planificación de Recursos

Planificación de Requerimientosde Materiales

Loteo y Balanceo

Orden de Producción

Control de Producción

CAD/CAM/CAXManufactura y Diseño Asistido

CAD/CAEDiseño e

IngenieríaCAQ

Controlde Calidad

CAMManufactura

y Ensamblado

CAPPProceso deFabricación

CIM Computer Integrated Manufacturing


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Tecnologías de Información,

Diseño y ControlCAX

•CAD (Diseño Asistido por Computador

•CAE (Ingeniería Asistida por Computador)

•CAPP (Procesos de Fabricación Asistido por computador)

•CAM (Manufactura Asistida por Computador)

•CAQ (Calidad Asistida por Computador)

•FMS (Flexible Manufacturing Systems)

Automatización de la Manufactura


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CAE/CAD

Ingeniería y Diseño Asistidospor Computador

•Elementos finitos•Diferencias finitas•Volúmenes finitos



42

Diseño y cotación2D o 3D

Definición de trayectoriasy de herramientas

CAM/CNC

ManufacturaAsistida porComputador

Código G



43

CAQ


Calidad Asistidapor Computador

Evaluar

MedirActuar

Proceso

1 2 3 4 ..... n

1

2

3

4.m

Cámara de Matriz

Cámara lineal1 2 3 4 5 ... n

1


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ERP Enterprise Resource Planning o Planeación de

Recursos de la Empresa Los recursos de la empresa: humanos, tecnológicos, materiales, financieros e información.

– A medida que las empresas crecen, los recursos se hacen difíciles de controlar.

– La tecnología de la información ofrece como solución la implementación de los ERP

El ERP otorga apoyo a los clientes del negocio, tiempos rápidos de respuesta a sus problemas, un eficiente manejo de información.

– Tomar oportunas decisiones que disminuyan los costos totales de operación.


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Características de ERP

Integrales– Porque permiten controlar los diferentes procesos de la compañía

entendiendo que todos los departamentos de una empresa se relacionan entre sí. El resultado de un proceso es punto de inicio del siguiente.

Modulares.– Los ERP entienden que una empresa es un conjunto de departamentos

que se encuentran interrelacionados por la información que comparten y que se genera a partir de sus procesos.

Adaptables.– Los ERP están creados para adaptarse a la idiosincrasia de cada empresa.


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Diseño del ProductoCAE/CAD/CAM


Código G

Q



por lotes Por ProductoProducción

en serie Produccióncontinua

TCV

T1

q1(t)

q2(t)

GestiónNivel

Diseño del SistemaTG/SADT

OperaciónSimulación/ERP/Programación

Integración

introducción a los sistemas integrados de producción · 7 gestión integrada de la producción 2...

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