Universidad de OrienteNcleo de MonagasDepartamento de Ingeniera de SistemasCurso Especial de Grado - rea: ACPIEstrategias para la Automatizacin Industrial

Formas de representar los procesos productivos. (Diagramas UML, DTI, (P&ID))Unidad I: Introduccin a la automatizacin industrial

Profesor:Bachilleres:Ing. Judith DeviaArvalo Lorenzo, Danelys C.C.I:19.663.296Cordero Guevara, Francelys M.C.I: 22.969.047 Equipo CRM

Maturn, Marzo de 2015

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INDICE

INTRODUCCIN3MARCO TEORICO4PROCESOS PRODUCTIVOS4FORMAS DE REPRESENTAR LOS PROCESOS PRODUCTIVOS (UML, DTI, P&ID)4Diagramas para el Modelado de Proceso4Diagramas para el Modelado Funcional:5Diagramas para el Modelado de Comportamiento:5Diagramas para el Modelado Estructural:5ALGUNAS HERRAMIENTAS LIBRES PARA EL MODELADO DE SISTEMAS6DIAGRAMA DE TUBERA E INTRUMENTACION (DTI).6CLASIFICACIN DE LOS DTI.6-Diagramas de tubera e instrumentacin de proceso6-Diagramas de tubera e instrumentacin de servicios6-Diagrama de tubera e instrumentacin con integracin del sistema de desfogue6USO DE LOS DTI7INFORMACIN QUE NO SUMINISTRAN LOS DTI.7ALGUNAS NORMAS DE ESTANDARIZACIN7ALGUNAS HERRAMIENTAS PARA EL DESARROLLO DE LOS DTI8DISCUSIN9CONCLUSIN11BIBLIOGRAFA12ALGUNOS SIMBOLOS ESTANDAR19Cont. Anexo K20

INTRODUCCIN

Los procesos productivos son de vital importancia en las empresas ya que estas siempre estn en una incesante bsqueda de la competitividad en un entorno tan variable y agresivo. Al enfocarnos de esta manera en que los procesos productivos son un sistema de entrada y salida,donde las entradas son la materia prima que son procesadas para as obtener el producto final que sera la salida mediante alguna tecnologa en conjunto con mano de obra aunque cabe destacar que con estos procesos se busca automatizar sustituyendo el trabajo del hombre por el de la mquina.

Existiendo de esta manera la necesidad de representar estos procesos productivos a travs de diferentes formas como el lenguaje unificado de modelado (UML) el cual permite tener una visualizacin bastante grfica y especifica de los componentes de un sistema, as como tambin los diagramas de tubera e instrumentacin (DTI) que permite representar grficamente tuberas y accesorios que conforman una seccin de una planta, todo lo que componen los procesos y la parte operativa de la planta, bsicamente nos permite definir y organizar un proyecto y entender como es controlada la planta despus de finalizar el proyecto, de esta forma a continuacin estaremos profundizando ms sobre estas representaciones de los procesos productivos.

MARCO TEORICOPROCESOS PRODUCTIVOS.Son aquellas actividades que con el apoyo de la tecnologa se encargan de transformar materia prima o productos intermedios en productos finales.FORMAS DE REPRESENTAR LOS PROCESOS PRODUCTIVOS (UML, DTI, P&ID).UML (Lenguaje Unificado de Modelado) es un lenguaje grfico que permite visualizar, especificar y documentar un sistema de software. Este lenguaje es un estndar administrado por la OMC (Object Management Group).El lenguaje UML permite modelar no solo aplicaciones sino tambin los procesos que se automatizan en una aplicacin adems nos permiten modelar una aplicacin desde diferentes perspectivas, estas son.

Diagramas para el Modelado de Proceso: es una disciplina que permite definir y especificar las prcticas de una organizacinExisten varios tipos de diagramas y lenguajes utilizados para este modelado, entre estos se encuentran: Diagrama de cadena de valor.Empleada para analizar las actividades de una empresa que crean valor y ventaja competitiva, procesos fundamentales y su relacin con los dems procesos organizacionales. (Ver anexo A) Diagrama de jerarqua de procesos.Este diagrama es utilizado para representar las relaciones de jerarqua y/o composicin entre procesos. (Ver anexo B) Diagrama de relacin entre procesos.Este diagrama se utiliza para representar la relacin entre procesos a travs de los objetos de entrada y salida de cada proceso. (Ver anexo C) Diagrama de procesos (caja negra).Este diagrama es utilizado para representar los insumos de entrada a un proceso, los actores que intervienen y los productos que se obtienen en ste. (Ver anexo D) Diagramas de actividades.Los diagramas de actividad se utilizan para representar la secuencia de acciones de una actividad y sus resultados. (Ver anexo E)Los diagramas de actividades se dividen en Diagrama de actividad para el flujo de control y Diagrama de actividad para el flujo de objetos. Diagramas para el Modelado Funcional:se utiliza para representar la funcionalidad de un sistema. Es importante mencionar que estas funcionalidades dicen que hace el sistema, ms no cmo lo hace.El diagrama ms utilizado para modelar las funcionalidades de un sistema es el diagrama de casos de uso del lenguaje UML. Diagramas de Casos de Uso.Estos diagramas permiten representar grficamente las funcionalidades de un sistema y los actores relacionados a stas. (Ver anexo F)Diagramas para el Modelado de Comportamiento: Este se utiliza para representar lo que debe suceder en el sistema, para lo cualse hace nfasis en el flujo de control de datos entre los elementos que componen el sistema.Los diagramas ms utilizados del lenguaje UML para modelar el comportamiento de un sistema son los siguientes: Diagramas de InteraccinEste tipo de diagrama se utiliza para modelar los elementos dinmicos de un sistema junto con los mensajes enviados entre ellos, todo en el contexto de un escenario que ilustra un comportamiento. (Ver anexo G) Diagramas de Secuencia:Es una forma de diagrama de interaccin que muestra los objetos como lneas de vida a lo largo de la pgina y con sus interacciones en el tiempo representadas como mensajes dibujados como flechas desde la lnea de vida origen hasta la lnea de vida destino. Los diagramas de secuencia son buenos para mostrar qu objetos se comunican con qu otros objetos y qu mensajes disparan esas comunicaciones. Los diagramas de secuencia no estn pensados para mostrar lgicas de procedimientos complejos. (Ver anexo H) Diagrama de Tiempo:Un diagrama de tiempos o cronograma es una grfica de formas de onda digitales que muestra la relacin temporal entre varias seales, y cmo vara cada seal en relacin a las dems. Un cronograma puede contener cualquier nmero de seales relacionadas entre s. Examinando un diagrama de tiempos, se puede determinar los estados, nivel alto o nivel bajo, de cada una de las seales en cualquier instante de tiempo especificado, y el instante exacto en que cualquiera de las seales cambia de estado con respecto a las restantes. (Ver anexo I)

Diagramas para el Modelado Estructural: El modelado estructural se utiliza para representar las clases y objetos que componen la aplicacin desoftware, adems de las relaciones entre stas.Los diagramas ms utilizados del lenguaje UML para modelar la estructura de un sistema son los diagramas de clase.

Diagramas de clase: Este tipo de diagrama permite representar las clases de objetos del sistema y la relacin entre stas. (Ver anexo J)ALGUNAS HERRAMIENTAS LIBRES PARA EL MODELADO DE SISTEMAS. ArgoUML Umbrello Dia CASEUML BOUML.DIAGRAMA DE TUBERA E INTRUMENTACION (DTI).

Adems de la forma de representar los procesos productivos que permiten los diagramas de UML tambin existen los DTI, los cuales son diagramas que muestran el flujo del proceso principal de los componentes (equipos, tuberas y vlvulas instaladas y el instrumental) de la planta que intervienen directamente en el proceso que se trate, as como tambin los lazos de control para garantizar una operacin segura en la planta.

La informacin de los DTI sirve de gua para llevar a cabo las actividades de Ingeniera y construccin de la planta, por lo cual su preparacin requiere de un alto grado de precisin y una completa informacin. Este diagrama (ver anexo K: algunos smbolos estndar) especifica tanto la conexin hidrulica de un equipo con otro en forma precisa (dimetro y longitud de caeras o canaletas, prdidas de carga asociadas a singularidades, etc.) como los aparatos que permiten el manejo concreto del proceso. En muchos casos se pueden indicar los requisitos de instrumentacin en los propios diagramas simplificados, pero, si la instrumentacin es compleja, resulta necesario desarrollar un diagrama ms detallado, destacando todos los reguladores e instrumentos.CLASIFICACIN DE LOS DTI.-Diagramas de tubera e instrumentacin de proceso: Representa los componentes de la planta que intervienen directamente en el proceso que se trate.

-Diagramas de tubera e instrumentacin de servicios: Representan los componentes de los sistemas de suministro de servicios necesarios para la generacin de servicios que se requieren para llevar a cabo un proceso determinado (generacin de vapor, tratamiento de agua, aire de instrumentos, aire de planta, sistemas de refrigeracin, etc.)

-Diagrama de tubera e instrumentacin con integracin del sistema de desfogue: Representan los componentes del sistema de seguridad contra una posible sobre presin en algn equipo o lnea que componen la planta. Para la elaboracin del DTI de integracin del sistema de desfogue en revisin para aprobacin del cliente se deber disponer de la siguiente informacin:a) Diagrama de flujo de proceso aprobadob) Plano del arreglo de localizacin de equipoc) Hojas de datos de equipo (recipientes, torres, cambiadores, etc.)d) Diagramas de tubera e instrumentacin de proceso aprobadose) Base de diseo: definicin del punto de salida de las corrientes de desfogue, contraprestacin en lmite de batera para cada tipo de relevo o distancia al quemador.

USO DE LOS DTI.Los smbolos y diagramas son usados en el control de procesos para indicar:- La aplicacin en el proceso.- El tipo de seales empleadas.- La secuencia de componentes interconectadas.- La instrumentacin empleada.- Identificacin del instrumento.

INFORMACIN QUE NO SUMINISTRAN LOS DTI.-Condiciones de operacin- Temperatura- Presin.-Flujo de las corrientes.-Ubicacin de los equipos.-Ruta de las tuberas- Longitud de la tubera- Tuberas apropiadas.-Soportes, estructuras y cimientos de un PID.

ALGUNAS NORMAS DE ESTANDARIZACIN.-ISO 10628: Diagramas de flujo para plantas de proceso - Reglas Generales-ANSI Y32.11: Smbolos grficos para diagramas de flujo de procesos-SAA COMO 1109: Smbolos grficos para diagramas de flujo de procesos para la industria alimentaria.-DIN 2420 Y 28004.-ASTM: American Society of Testing Materials F1000-ASME: American Society of Mechanical Engineers (Sociedad Americana de IngenierosMecnicos)-MIL-STD: U.S. Military Standars-ISA (Estndares de Asociacin de Industrias)-PDVSA LTP 1.1 PREPARACION DE DIAGRAMAS DE PROCESO

ALGUNAS HERRAMIENTAS PARA EL DESARROLLO DE LOS DTI.-SmartPlant-P&ID.-Autocad. -DIA-RFFlow.-Visio de Microsoft office 2007.

DISCUSIN

Toda empresase ve envuelta en lo que son los procesos productivos independientemente a lo que estas se enfoquen, por lo que el manejo correcto o incorrecto de estos procesosvan a establecer el xito de la misma, siendo as, es necesario que exista una clara comprensin de lo que estos procesos implican y como afectaran el desarrollo de la empresa en un entorno lleno de competitividad donde se ven forzadas a adaptarse a cambios muy bruscos para as adecuarse a las demandas del mercado. Todo esto somete a la empresa a mantener procesos productivos con una capacidad de adaptacin y flexibilidad.

Para poder entender la funcionalidad de los procesos productivos es necesario ver como pueden ser representados, y para esto se requiere comprender que los diagramas nos permiten visualizar atrevesde un dibujo o grfico las relaciones entre las distintas partes que componen un sistema. Existiendo de esta maneralos diagramas de UML (Lenguaje Unificado de Modelizacin) y los DTI (diagramas de tubera e instrumentacin) los cuales permiten un manejo mucho ms fluido y visualizacin comprensible de los procesos productivos.

El lenguaje unificado de modelado permite abordar el estudio de todo sistema por medio de una secuencia de visiones distintas del modelo permitiendo conectarse con la realidad ya que este permite tener diferente perspectivacomo la funcional,estructural,de comportamiento, entre otros. De esta forma los modeladospermiten tener esa perspectiva de la realidad al abstraer ciertas caractersticas de un sistema,ademsfacilitando el poder realizar el modelado de un sistema de diferentes formas ya que esto va a depender de la perspectiva de quien lo va modelar.

As que esto supone una gran ventaja para las empresas al poder ver en perspectiva la realidad de sus procesos productivos facilitando la comunicacin entre los equipos de desarrollo dentro de la empresa y fuera de ella, el UMLofrece ese puente que permite sin duda la compresin tanto por las maquinas como por los seres humanos.Por lo que estos modelados permiten definir y especificar las prcticas de una empresa captando la estructura y la dinmica de la misma, permitiendo entender y reestructurar si fuera necesario las actividades que lleva a cabo una empresa en funcin de alcanzar sus objetivos

Pero hay que percibir que aunque el UML tiene un gran alcance al representar los procesos productivos, los diagramas de tubera e instrumentacin (DTI) nos dan otra perspectiva ya que estosmuestran el flujo del proceso en las tuberas de una forma ms detallada como la variable de control (flujo, presin, nivel, entre otros), as como los equiposinstalados y el instrumental. Estos representan una serie de componentes y variables que interviene en la planta, estos componentes son necesarios para la generacin de servicios que se requieren para llevar a cabo un proceso. Igualmente admiten una mejor manera de comprender visualmente los procesos productivos de: generacin de vapor, plantas de tratamiento de agua, estaciones de flujo, sistemas de refrigeracin, entre otros.

De esta forma al utilizar los DTI (diagramas de tubera e instrumentacin) y el UML (Lenguaje Unificado de Modelizacin) toda empresa puede apoyarse en estas herramientas para anticipar los resultados de sus procesos productivos que en un futuro se desarrollaran, con esto se busca las oportunidades de revertir a tiempo un resultado no deseado y as optimizar los recursos econmicos y humanos.

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CONCLUSIN

Hoy en da para toda empresa u organizacin, siendo que abarque la demanda de un mercado pequeo, mediano o grande, la innovacin los ha empujado a aplicar la utilizacin de herramientas e incluso algunas empresas desarrollar tcnicas para que sobre existan en el mercado que se especialicen y dominar entre sus competidores. La forma de representar los procesos productivos ha llegado a englobar un escenario diverso y numeroso, ya que no toda empresa se encuentra con la misma estructura, comportamiento, relacin de sus procesos productivos.

En relacin a lo anterior, ocasion una gran variedad de herramientas para representar los procesos productivos y en base a la naturaleza de la misma, toda empresa tiene la disposicin de realizarlo en caso que lo requiera, contando con algunos de los software que se hicieron mencin en este estudio. Es importante recordar que para todo proyecto de inversin a desarrollar sin importar la naturaleza del proceso productivo, ya que la presente diversidad de herramientas acceden al acoplamiento necesario.En funcin a esto se recomienda el uso de los diagramas de representacin para crear una base ms slida en las continuas etapas de desarrollo del proyecto de toda empresa, con la finalidad de optimizar recursos (econmico, humano, activos), y al mismo tiempo minimiza los riesgos y evita resultados no deseados.

La automatizacin se ha visto en gran parte como una mejora para el mbito industrial, ya que ofrece muchas ventajas a las empresas que la aplica en sus procesos buscando economizar la mano de obra, materiales y energa, adems resguarda la vida humana al realizar acciones peligrosas para evitar heridas o muerte en el trabajo por causa de un descuido.

Cuando se minimiza la intervencin humana en los procesos se provocan menos fallos, es por ello que son muchas las empresas que se han empezado a unir en la automatizacin de la mayora de sus actividades desempeadas, para as poder satisfacer la demanda que tienen en el mercado con ms eficacia y rapidez en sus procesos de produccin.

BIBLIOGRAFA

Duberlisg, Curso de modelado UML (1), [pagina web en linea]. Disponible en: http://es.slideshare.net/duberlisg/curso-de-modelado-uml1 [2015, 19 Marzo]

Guillermo Daz, UML - Casos de Uso y Diagramas de Clase, [Pgina web en lnea]. Disponible en: http://es.slideshare.net/guillermods/uml-casos-de-uso-y-diagramas-de-clase [2015, 18 Marzo]

JOSE MANUEL, los 13 tipos de diagramas UML, [Pgina web en lnea]. Disponible en: http://mitareadeuml.blogspot.com/ [2015, 18 Marzo]

Joaquin Oriente, UML 2: Cuntos tipos de diagramas existen? , [Pgina web en lnea]. Disponible en: http://formandobits.com/2014/07/uml-2-cuantos-tipos-de-diagramas-existen/ [2015, 18 Marzo]

Microsoft, Uso de modelos dentro del proceso de desarrollo. [Pgina web en lnea]. Disponible en: https://msdn.microsoft.com/es-es/library/dd409376.aspx [2015, 18 Marzo]

procesosbio, DIAGRAMACION DE PROCESOS INDUSTRIALES, [Pgina web en lnea]. Disponible en: http://procesosbio.wikispaces.com/DIAGRAMACION+DE+PROCESOS+INDUSTRIALES [2015, 18 Marzo]

procesosbio, Tipos de diagramas - DIAGRAMACION DE PROCESOS, [Pgina web en lnea]. Disponible en: https://procesosbio.wikispaces.com/Tipos+de+diagramas [2015, 18 Marzo].

Victor Escamilla, Los 13 diagramas UML y sus componentes, [Pgina web en lnea]. Disponible en: http://es.slideshare.net/jjgramp/descripcin-general-de-los-13-diagramas-uml-y-sus-componentes [2015, 18 Marzo]

ANEXOS

Anexo A: Diagrama de cadena de valorFuente: http://www3.uji.es/~agrandio/tesis/35dce1ae.jpg

Anexo B: Diagrama de jerarqua de procesosFuente: http://3.bp.blogspot.com/_bBvb9oYwr4k/SYhaDtMGPkI/AAAAAAAAACk/48fLqS-lEUU/s1600/DIAGRAMA+DE+JERARQUIA.bmp

Anexo C: Diagrama de relacin entre procesosFuente: http://es.slideshare.net/duberlisg/curso-de-modelado-uml1

Anexo D: Diagrama de procesos (caja negra)Fuente: http://es.slideshare.net/duberlisg/curso-de-modelado-uml1

Anexo E: Diagrama de actividadesFuente: https://i-msdn.sec.s-msft.com/dynimg/IC378042.png

Anexo F: Diagrama de Casos de UsoFuente: https://i-msdn.sec.s-msft.com/dynimg/IC378038.png

Anexo G: Diagrama de InteraccinFuente: http://4.bp.blogspot.com/_bBvb9oYwr4k/SYhaDgyfa0I/AAAAAAAAACc/jkrG2YQRd7Q/s1600/DIAGRAMA+DE+INTERACCION+1.bmp

Anexo H: Diagrama de SecuenciaFuente: http://www.monografias.com/trabajos67/diagramas-uml/diagramas-uml2.shtml#ixzz3VHNshDeC

Anexo I: Diagrama de TiempoFuente: http://www.milestone.com.mx/articulos/imagenes/art_017_b.gif

Anexo J: Diagrama de clase Fuente: http://www.monografias.com/trabajos67/diagramas-uml/image018.png

ALGUNOS SIMBOLOS ESTANDARFuncin simpleMontado localmente o en el campo.

Montado en el panel de control.

Montado detrs del tablero de control.

Funcin mltipleMontado localmente o en el campo.

Montado detrs del tablero de control.

Montado en el panel de control.

Lneas de conexin de instrumentosAlimentacin de instrumentacin o conexin a proceso.

Seal neumtica.

Seal elctrica.

Seal elctrica.

Tubo capilar (sistema trmico).

Seal hidrulica.

Seal electromagntica, snica o radioactiva.

Bombas

Bomba Centrifuga impulsada por motor elctrico.

Bomba neumtica

Recipientes

Recipiente vertical

Recipiente horizontal

Recipiente vertical con tope plano

Tanques

Tanque de techo cnico

Tanque cuadrado

Anexo KCont. Anexo KIntercambiadores de calor

Enfriador por aire

Calentador elctrico

Resistencia elctrica

Resistencia elctrica

Filtros

Filtro de cartucho

Fuente: Autores, 2015.