III Unidad

5/21/2018 III Unidad

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SISTEMAS AUTOMATIZADOS DE

MANUFACTURA

Unidad 3: automatizacin

Juan pablo Ramrez Ferrer

Docente: Ing. Erik Francisco Torrecilla Copto

Carrera: Ingeniera electrnica


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Actualmente en la industria la mayora de los procescon un alto grado de automatizacin, que utilizan cel

manufacturaen sus procesos de fabricacin.

Introduccin


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La celda de manufactura es un conjunto de

electromecnicos, que trabajan de manera coordinada paraproducto, y que adems permiten la fabricacin en serie de d

3.1 Celdas de Manufactura


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Las celdas de manufactura pueden volverse flexincorporar mquinas y centros de maquinado con

numrico computarizado, y mediante robots indust

otros sistemas mecanizados de manejo de materiales

Celdas de Manufactura Flexible


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Es un arreglo de gente, mquinas, materiales y mtodos colos procesos puestos uno junto a otro a travs del cual l

procesadas en un flujo continuo en orden secuencial a trav

partes son procesadas en un flujo continuo.

Celdas de manufactura en U


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3.2 Sistemas de Manufactura Flexible (FQu es un FMS?

Es una celda altamente automatizada de Tecnologa dque consiste de un grupo de estaciones de trabajo de

interconectadas por un sistema automtico d

almacenamiento y descarga de materiales.

Flexible porque es capaz de procesar varios pro

cantidades de produccin que pueden ser ajustadas en a los comportamientos de la demanda.


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Qu es un FMS?

Rangos de automatizacin relativos a produccin :

Se encuentra en el nivel medio

Variedad del

Producto

1 100 10 000 1 000 000

Cantidad de Produccin

Bajo

Medio

Alto


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Por qu flexible?

1. Habilidad para identificar y distinguir entre las diferentproductos procesados por el sistema.

2. Rpido cambio de las intrucciones de operacin

3. Rpido cambio de la configuracin fsica

La flexibilidad es un atributo que aplica a los sistemas ma

automatizados


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Ejemplo

No es por lotes

Ej. Embotelladora


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Cundo es flexible?

1. Prueba de variedad de partes.Puede el sistema procesar dproductos en un modo de no-lote?

2. Prueba de cambio de progamacin. Puede el sistema acepcambios en la programacin de la produccin?

3. Prueba de recuperacin de errores. Puede el sistema recu

fallas y daos, mientras la produccin no es detenida por comple4. Prueba de nuevas partes. Pueden nuevos diseos ser introdlos existentes con relativa facilidad?


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Clasificacin de FMS

1. Nmero de mquinas

Celda de mquina sencilla (SMC 1 )

Celda de manufactura flexible (FMC2,3)

Sistema de manufactura flexible (FMS4 )

2. Nivel de flexibilidad (FMC, FMS)

FMS dedicado

FMS de orden aleatorio


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Clasificacin en base Nmero de mq

1. Celd a de una sla mqu ina (SMC).Consimquina de CN combinada con un sistema de almacenpartes para operaciones sin antender Figura 16.2


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2. Celda de manufactu ra f lexible (FMC). Consiste de dos o estaciones de trabajo adems de una parte de sistema de mFigura 16.3


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3. Sistema de manufactu ra f lexib le (FMS). Tiene cuatro estaciones de proceso conectadas mecnicamente por usistema de manejo y electrnicamente por sistema compdistribuido. Figura 16.4


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Componentes de FMS

1. Estaciones de trabajo

2. Sistema de almacenamiento y manejo de material

3. Sistemas de control computarizado

4. Recursos humanos


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Estaciones de trabajo

Estaciones Carga/Descarga. La carga y descarga se pllevar a cabo manualmente, con procesos automatizaduna combinacin de ambas. Seguridad.

Estaciones de maquinado. Utilizan mquina de Contro

Numrico. Se emplean para partes rotacionales y norotacionales.

Otras estaciones de proceso. FMS se aplica a otrasoperaciones adems del maquinado por ejemplo lafabricacin de hojas de metal, que consiste en punchishearing, bending, etc.


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Estaciones de trabajo

Ensamblado. Algunos FMS son diseados para loperaciones de ensamble, generalmente

programados para realizar varias tareas en

movimientos para acomodar diferentes productos.

Otras estaciones y equipo. La inspeccin puede se

al FMS, as como limpieza de piezas, arreglo

sistemas centrales de refrigeracin, etc.


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Sistema de almacenamiento y manejomateriales

Funciones del sistema de manejo:

Movimiento independiente de piezas entre estacio

mquinas.

Manejar una variedad de configuraciones de pieza

Almacenamiento temporal

Acceso conveniente para carga y descarga de pie

Compatibilidad con el control computacional


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Equipo de manejo de materiales :Sistema Primario. Es el responsable demover las piezas o partes entre lasestaciones del sistema.

Sistema Secundario. Consiste endispositivos de transferencia, cambiadores

de tarimas automticos , y mecanismossimilares localizados en las estaciones delFMS. (Imagen)

Bandas transportadores, vehcurobots. Cap 11


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Configuraciones del layout deFMS

1. Distribucin en lnea.

Mquinas y el

almacenamiento en lnea.


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Configuraciones del layout

de FMS

2. Distribucin

Circulatoria(o

Rectangular)


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Configuraciones del layout deFMS

3. Distribucin tipo

Escalera


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Configuraciones del layout

de FMS

4. Distribucin Campo

abierto5. Distribucin Robot al

centro


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Sistema de fabricacin flexible


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3.3 MANUFACTURA INTEGRADA PO

COMPUTADORA


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Introduccin a CIM

El termino fue acuado por Harrington en 1973.

CIM presenta el camino para mejora la compe

de la manufactura.

Visiones de CIM :

para algunos es el uso completo de robots computado

automatizacin y sistemas flexibles de manufactura.

para otros CIM presenta el camino para la admin

estructuracin , y gestin de las bases de datos de la em


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John W Bernard define a CIM como: la integraci

computadoras digitales en todos los aspectos del pr

manufactura (asistencia computarizada, automatizacin

CIM facilita la integracin de las actividades del negocioactividades de manufactura representadas por:

Introduccin a CIM


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Introduccin a CIM

Para entender el concepto de CIM se requiere enten

conceptos de :

Manufactura: significa fabricar, objetos en forma m

mecnica, en su forma moderna alcanza a las actividatransformacin de la materia prima en producto term

incluye actividades de diseo y la integracin del s

de informacin para soportar el producto.


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Introduccin a CIM

Integracin:tiene como objetivo la informacin de ca

de las reas que participan en la manufactura del pr

su venta y soporte.

Tecnologia c omputac ional :participan en las actividaautomatizacin, y en la integracin de informaci

incluye hardware, sensores, redes, software, q

presenta en cinco niveles para la manufactura:


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Control de Maquinas (PLCs):microprocesador qucontrola directamente la maquina.

Control de Celdas: varias maquinas que trabajan en

conjunto.Computador de Area:monitorea operaciones de unla planta.(ej: lnea de ensamblado , lnea de soldaduras

Computador de Planta:cumple funciones del tipoadministrativas, control de gestin,planificacin, supervautorizacin y divisin de tares en la planta

Computador Corporativo: reside la bases de datoprogramas financieros y administrativos de la empresa

E l i d l M f t


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Funcionalidaddel producto Conformacindel Producto Conformacindel proceso Capacidaddel proceso

Integrac

ProcesoProduct

Sistema de

Manuf. InglesaSistema de Manuf.

Americana

Gestin Cientfica

(Taylorism)

Optimizacin de

Procesos

Control Numric

(NC)

Precisin Repetibilidad Reproductibilidad Estabilidad Adaptab

Mecnica Manufactura Industrial Calidad SistemFocalizacin de

Ingeniera

Focalizacin del

Proceso

Focalizacin delControl

Focalizacin de los Aspectos de los Sistemas de Manufactura

Evolucin de la Manufactura


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Entorno Actual

Caractersticas del Mercado

Actual

Necesidades de

Mercado

MANUFACTURA FLEXIBLE ES UNA

BUENA ESTRATEGIA A SEGUIR ! ! !

Global

Dinmico

Oportunista

Calidad

Respuesta

Adaptabilidad


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Esquema funcional de un Sistema de Manufactura Integrada pEsquema funcional de un Sistema de Manufactura Integrada p

ComputadoraComputadora

CAD/CAM

Diseo y Manufactura Asistido por

Computadora

CAD

Diseo Asistido

por Computadora

CAPPlaneacin de procesos

Asistida porComputadora

CAM

Manufactura As istida

por Computadora

(Incluye ensamblado)

CAQ

Controlde Calidad

Asistido

por

Computadora

PP&C

Planeacin y Control de P roducci

(Actividad Organizacional de l CIM

Planeacin de recursos

de manufactura

Planeacin de requerimientos

de ma teriales

Planeacin de Lotes y Tiempos

Liberacin de rdenes

Control de manufactura

CIM

Fuente :

Estructura de Manufactur a Integrada por Computadora


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Estructura de Manufactur a Integrada por Computadora

Controlde piso

Contabilidadde costos

Datos

Sistema demanejo de operaciones

Planeacin y medicinCompras

Informacinde mercadoOrdendel cliente

Entrada de rdenes

Planeacinde la produccin

y control

Controles

Programables

Manufactura Integr

Computador

Ensamble fina l y

Ma

teria

les

Datos

Planeacinde P rocesos

Anlisis

CAD

Ingeniera Asistida

por Computadora

Ingeniera del proces

y productosDa

tos

Almacenamiento yManejo Maestro

Sistema(s) almacninteligente

Inspeccin departes ingresadas

Inventario e nproceso

Transporteautomtico

Inventario debienes t erminados

Bienes terminadosProveedor Materiales

Manejo de datosy comunicacin

Servicios internosde red

Redexternapblicao privada

Moldeado dePlstico

Dato

sFabricacin ymaquinadoCNC (DNC)

Tarjetas decircuitosimpresas

Robot parael manejo de

materialesM

ateriales

Fabricacin yprueba de partes

Manufactura Integrada

por Computadora

Robot desoldado/pintado

Ni eles Jerrq icos de n CIM


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Controlador

de rea

Computadoras Centrales

de la planta

Anlisis y diseo

de ingeniera

Controlador

de celda

PLCControlador

de robot

BandaTransportadora

Robot Mquina de Coordenadas

Estacin de Limpieza

Controlador

de CMM

Controlador

de estacin

Controlador

de celda

Red de cmputo

CNC CNC

MHMH

Nivel

Niv

Nivel

Niveles Jerrquicos de un CIM

Si t Fl ibl d M f t


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Mdulo Flexible de Manufactura (FMM)

Celda Flexible de Manufactura (FMC)

Grupo Flexible de Manufactura (FMG)

Sistema Flexible de Produccin (FPS)

Lnea Flexible de Manufactura (FML)

Sistemas Flexibles de Manufactura

M d l Fl ibl d M f t (FM


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Modulo Flexible de Manufactura (FM

Inventario

de partes

Intercambiador de Herramientas

Celda Flexible de Manufactura (FMC


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Celda Flexible de Manufactura (FMC

Consiste en varios FMMs organizados de acuerdo

requerimientos particulares del producto.

FMM

1

FMM

3

FMM

nFMM

2AGV



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Un FMG es una combinacin entre FMMs y FMC

misma reade manufactura y unidosmediante un sismanejo de material, como los AGV (Vehculos Gu

Automticamente )

AGVAGVAlimentacin

de Partes

FMM

1

FMC

2

FMC

1

Descarga

Partes

Sistema Flexible de Produccin (FP


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Sistema Flexible de Produccin (FP

Un FPS consiste de FMGs que conectan diferentereas de manufactura tales como:

Fabricacin

Maquinado

Ensamble

Almacenamiento

Automatizado

de Herramientas

Almacena

Automat

de Herram

FMM

1FMM

2

AGV

AGV

L Fl ibl d M f t (FML


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Lnea Flexible de Manufactura (FML

Lnea Flexible de Manufactura es una serie de especializadas (dedicadas), conectadas por AGVsconveyors o algn otro tipo de dispositivo autom

transporte.

AGV

AGV

Estacin

1

Estacin

2

Estacin

n

AGVAGV

Niveles de Automatizacin del CIM


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Sec Min Hour Shift Day Week Month Year

Globales

Empresas

Fbrica

Centro

Celdas

Estaciones

Procesos

Manufacturing

Execution Systems

Real-timeControl

ERP/MRP II/

MRP

Decision Support Systems

CA tQue se debe analizar


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Procesos

Informacin

Recursos

Organizacin

Procesos de la compJerarqua de los procGrupos funcionalesSecuencia de funcion

Tipo de informacinRelacionesFlujo de informacinEstructuracin

Enfoque de productproceso

Estructura organizacEnfoque de control

Recursos Tecnolgic- Capacidades- Infraestructura

Recursos Humanos

- Habilidades- Experiencias- Conocimientos

CoAspectoen un CIM

Lazo de Control de un Sistema de


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Fbrica

Centro

Celda

Estacin de

Trabajo

Proceso Partes

Calidad delProducto

Rendimiento

Demora

Niveles de

Inventario

Utilidades

Requerimientos

De Productos

Mxima Razn

de Produccin

Prog. del

Producto

Admin. de

Inventarios

Prog. de Prod.

Plan de Inst.

Pronstico

de Mercado

Manufactura


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Gestin de Procesos para la produccin en C

Componentes Tecnolgicos Principales Incluidos


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46

de Manufactura Flexible


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CIM y Flexibilidad

Fabrica Tradicional

Variedad limitada de productos

Diseo de larga vida de losproductos

Plantas mayores y centralizadas

Flujos RegularesInventario de reserva

Fabrica Mo

Gran Variedad limita

Rpido cambio del Dproductos

Plantas menores y d

Flujos irregularesCero de reserva


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CIM y Flexibilidad

Situacin ante nuevas polticas de produccin:Flexibilidad del producto y los procesos (adaptaci

demanda)

Calidad del producto

Automatizacin (manufactura en sistemas discretos:

de procesos variables con interrupcin.)Reduccin de tiempos y aumento de la productividad

Se requiere compromiso ente productividad y flexibilid


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CIM y Flexibilidad

Bajo el concepto de CIM se presentan los sistem

manufactura flexibles constituidos por clulas flepara organizar la produccin

Clula de manufactura flexible integra:

Maquinas de CN.

Transporte.Comunicacin.

Computador de control.

CIM Fl ibilid d


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CIM y Flexibilidad

las maquinas ejecutan diferentes tareas en diferentes piez

tiempos de configuracin despreciables

CIM I t i


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CIM - Integracin

Areas integradas bajo el paradigma de CIM

Diseo del producto:CAD,CAE,GT.

Planificacin del proceso:CAD, CAM,CAPP, Manufactura

Fabricacin:CNC,FMS,ROBOTICA, Almacenes Automtic

Inspeccin Automtica,Clulas de manufactura, control deprocesos.

Gestin del Sistema:TQM,MRP,ERP,JIT,DSS

CIM I t i M d l Si


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CIM - Integracin: Modelo Siemmes

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