Manu clase mundial-grup_tec

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MANUFACTURA DE CLASE MUNDIAL

GRUPOS TECNOLOGICOS Y

FMS

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DEFINICION DE GRUPOS TECNOLOGICOS

Es un enfoque para manufactura en el cual se identifican y agrupan partes similares para aprovechar sus similitudes en el diseño y la producción.

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Es un sistema de racionalización de la producción. Se basa en un procedimiento de clasificación y codificación de piezas que permite agruparlas en familias de acuerdo con carácterísticas similares de diseño y fabricación.

DEFINICION DE GRUPOS TECNOLOGICOS

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AREAS DE APLICACION

Ingeniería del producto.- Como sistema de localización de piezas similares para evitar el diseño de piezas nuevas sin agotar antes las posibilidades de aprovechar diseños anteriores.

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AREAS DE APLICACION Ingeniería de proceso o

producción.- Para establecer los mismos métodos de fabricación para todas las piezas de una misma familia.

Optimización.- Para organizar el taller en células o grupos de máquinas destinadas a la fabricación de todas las piezas de una misma familia.

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AREAS DE APLICACIONNormalización.- Como

herramienta de trabajo para estandarización de piezas, herramientas y procesos.

Gestión.- Para todo tipo de estudio comparativo de tiempos, costos, precios de compra, asignación de piezas a proveedores, etc.

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CARACTERISTICAS

Las similitudes entre las partes permiten clasificarlas en familias.

En cada familia de partes, los pasos de procesamiento son similares.

Las instalaciones se organizan en celdas de manufactura, que trabajan siempre la misma familia de piezas.

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CARACTERISTICAS

La celda incluye equipo especial de producción, herramientas y ayudas personalizadas para optimizar la producción de las familias de partes.

Cada celda se convierte en una fábrica dentro de la fábrica.

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CARACTERISTICAS

Los GT pretenden hacer extensivas las ventajas de la fabricación en grandes series en la fabricación por lotes,

Los GT son considerados como la herramienta de integración de las bases de datos de diseño y fabricación CAD/CAM, dado que utilizan atributos propios de los dos departamentos.

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CARACTERISTICAS

La presencia cada vez más importante de la computadora en métodos de diseño y fabricación, ha favorecido el desarrollo de este concepto.

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BENEFICIOS

La TG promueve la estandarización en la habilitación de herramientas y la instalación de ayudas para facilitar la producción.

Se reduce el manejo de material porque las partes se mueven dentro de una celda de maquinado y no dentro de toda la fábrica.

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BENEFICIOS

Son posibles calendarios de producción más sencillos.

Se reduce el tiempo de producción.

Se reduce el inventario en proceso.

Se simplifica la planeación de los procesos.

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BENEFICIOS

Por lo general mejora la satisfacción de los trabajadores cuando laboran en una celda de TG.Se obtiene un trabajo de mayor calidad usando este recurso.

La planeación y control de la producción pueden ser sensiblemente simplificados.

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INCONVENIENTES

Reordenamiento de las máquinas para producción de la planta en las celdas de maquinado convenientes.Se requiere mucho tiempo para instalar el sistema de clasificación y codificación.

El mayor problema es identificar las familias de partes.

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INCONVENIENTES

Es posible que los empleados opongan cierta resistencia, en cuanto a que la forma y métodos de trabajo cambiarán por la adopción de la TG.

La implementación suele ser muy compleja en cuanto que no existan enfoques estandarizados de producción.

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DIFERENCIAS CON OTRAS FORMAS DE

DISTRIBUCION Los GT es un enfoque para la producción de partes en cantidades medias, las cuales se realizan en lotes, pero la producción en lotes tiene las siguientes desventajas.Tiempo de detención para

cambios.Costos altos de realización de

inventarios.

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DISTRIBUCION Los GT minimizan estas

desventajas reconociendo que, aunque las partes son distintas poseen similitudes.Los GT explotan las similitudes de las partes utilizando procesos y habilitación de herramientas similares para producirlas.

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DISTRIBUCION Los GT se instrumentan

mediante técnicas manuales o automatizadas.

Cuando se usa automatización, con frecuencia se aplica el término sistema flexible de manufactura.

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DISTRIBUCION

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CLASIFICACION Y CODIFICACION DE PARTES

La clasificación y codificación de piezas tiene que ver con la identificación de similitudes entre piezas y la descripción de estas en un sistema codificado.

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FAMILIA DE PIEZAS

Uno de los problemas básicos para el desarrollo de la TG es como definir las familias de piezas, es decir, como definir su similitud.

Utilizando la TG, agrupamos las piezas en familias de piezas.

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FAMILIA DE PIEZAS

Una familia de piezas es un conjunto de piezas similares debido a su morfología, tamaño, calidad y proceso de fabricación.

El concepto más importante de la TG es lograr agrupar las piezas en familias.

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FAMILIA DE PIEZASUn medio de construir familias

de piezas es clasificar las piezas según criterios y luego codificarlas.En el caso de los GT los sistemas se clasifican y codifican al mismo tiempo, dando lugar a que las piezas de una misma familia estén representadas por un mismo código con caracteres alfanuméricos.

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Ejemplo:

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Ejemplo:

Dos partes que tienen forma y tamaño idénticos pero manufactura muy distinta

a) 1,000,000 pzas /año, tolerancia = ± 0.010 pulg. Acero 1015.

b) 100 pzas /año, tolerancia = ± 0.001 pulg. Acero inoxidable.

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Ejemplo:

10 partes diferentes en tamaño y forma, pero muy similares en términos de manufactura. Todas se maquilan con torneado a partir de mat. Prima cilindrica.

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IDENTIFICACION DE FAMILIA DE PIEZASExisten tres métodos generales

para solucionar el problema de construcción de familias de piezas.1.Inspección visual.- es el método menos caro y menos sofisticado. Se refiere a la clasificación en familias observando la pieza física o imágenes de esta separándolas en grupos similares. Es el menos seguro de los tres.

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IDENTIFICACION DE FAMILIA DE PIEZAS

2.Análisis de flujo de producción (production flow analysis, PFA).- usa la información que contienen las hojas de ruta para clasificar las partes, es decir que las partes con pasos de manufactura similares se agrupan en la misma familia.

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3.Sistema de clasificación y codificación de partes.- es el que más tiempo consume y el más complicado de los tres métodos. Sin embargo es el más usado y reconocido como el más fuerte de los tres.

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Es un método de identificación de familias de piezas y grupos de máquinas herramientas asociadas por análisis de las hojas de rutas de las piezas fabricadas en la planta.Se agrupan siempre las piezas que tienen similares secuencias de operación y rutas de maquinas.


2. Análisis de flujo de producción

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Proceso de familia de piezas

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EJERCICIO

Comp

C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10

C11

C12

C13

C14

C15

Maq M3M5M6M8

M2M7M11M12

M13M15

M5M6M8M13M14

M2M11M12M13

M3M5M14

M4M9M11M15

M1M13M15

M4M10

M3M5M6M8M14

M1M15

M1M13M15

M9M10

M4M10

M7M11M12

Matriz de requerimiento de maquinaria

Construir la matriz básica de máquinas y componentesy resolver por el método ROC

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Solución ejercicioM/

CC1 C2 C3

C4 C5 C6 C7 C8 C9 C1

0C11

C12

C13

C14

C15

M1 1 1 1

M2 1 1

M3 1 1 1

M4 1 1 1

M5 1 1 1 1

M6 1 1 1

M7 1 1

M8 1 1 1

M9 1 1

M10

1 1 1

M11

1 1 1 1

M12

1 1 1

M13

1 1 1 1 1

M14

1 1 1

M15

1 1 1 1 1

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Solución ejercicioM/

C10 1 4 6 5 8 12 3 2 15 7 1

113 9 14

5 1 1 1 1

6 1 1 1

8 1 1 1

3 1 1 1

14 1 1 1

13 1 1 1 1 1

11 1 1 1 1

12 1 1 1

2 1 1

15 1 1 1 1 1

1 1 1 1

7 1 1

9 1 1

4 1 1 1

10 1 1 1

Célula 1

Célula 2Célula 3

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Solución ejercicioGrado de eficiencia

n1= (48-5)/(48-5+37)n1= 0.5375 n2= (15*15)-48-37/(15*15)-48-37+5 n2= 0.9655

GE= q*n1+(1-q)*n2

GE= 0.5(0.5375)+(1-0.5)*0.9655

GE= 0.2687+0.4827 = 0.881

GE= 75.1%

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MANUFACTURA CELULAR

Dividir la instalación en pequeños grupos de máquinas, cada uno de ellos dedicado a un conjunto de productos.

En general una célula se considera un grupo pequeño de máximo 5 máquinas-5 componentes. Sin embargo la tecnología de grupos se aplica también a grupos más grandes.

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Intento de estandarizar productos y procesos.

Se desea combinar las ventajas de las líneas de producción y los job shop.

Se forman familias de productos. Cada pieza de la familia requiere el mismo conjunto de herramientas y máquinas.

MANUFACTURA CELULAR

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DISEÑO DE CELULAS DE MANUFACTURA DE GT

Para explotar por completo las similitudes entre las partes de una familia, la producción debe organizarse usando celdas diseñadas para especializarse en fabricar partes específicas.

Concepto de parte compuesta.

Diseño de celdas de maquinado.

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Concepto de parte compuesta.La parte compuesta de una

familia determinada, es una parte hipotética que incluye todos los atributos de diseño y manufactura de la familia.Una celda diseñada para una familia de partes incluirá las máquinas requeridas para hacer la parte compuesta.


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Concepto de parte compuesta.Esta celda sería capaz de

producir cualquier socio de la familia con sólo omitir las operaciones correspondientes

La celda también se diseñaría para permitir variaciones de tamaño dentro de la familia, al igual que en las características.


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Concepto de parte compuesta. Ejemplo

a) Parte compuesta para una familia de partes rotacionales maquinadas.

b) Características individuales de la parte compuesta.


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Concepto de parte compuesta. Ejemplo

Etiqueta

Característica de diseño

Operación de manufactura

1 Cilindro externo Torneado

2 Cara del cilindro Careado

3 Paso cilíndrico Torneado

4 Superficie lisa Esmerilado cilíndrico externo

5 Orificio axial Taladrado

6 Abocardado Orificio, abocardado

7 Roscas internas Aterrajar


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PASOS PARA PLANEAR TECNOLOGIA DE GRUPOS

Codificación. Identificación de características de las piezas y procesos.

Clasificación. Formación de grupos.

Distribución. Distribución física de la instalación.

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Implica la identificación de similitudes y diferencias entre las partes para relacionarlas mediante un esquema de codificación común.La mayoría de los sistemas de clasificación y codificación están entre los siguientes:

IDENTIFICACION DE FAMILIA DE PIEZAS3. Sistema de clasificación y

codificación de partes

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Sistemas basados tanto en atributos de diseño como de manufactura.

Sistemas basados en atributos de diseño de partes (forma geométrica y tamaño).Sistemas basados en atributos de la manufactura de partes (secuencia de pasos de procesamiento requeridos para realizar la pieza)

Sistema de clasificación y codificación de partes


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ATRIBUTOS DE DISEÑODimensiones principales

Tipo de material

Forma básica externa

Función de la parte

Forma básica interna

Tolerancias

Relación longitud/diámetro

Acabado superficial

IDENTIFICACION DE FAMILIA DE PIEZASSistema de clasificación y codificación de

partes

¿ Qué más ?

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ATRIBUTOS DE MANUFACTURAProceso principal Dimensiones principales

Secuencia de operación Forma básica externa

Tamaño del lote Relación longitud/diámetro

Producción anual Tipo de material

Máquinas herramienta Tolerancias

Herramientas de corte Acabado superficial

IDENTIFICACION DE FAMILIA DE PIEZASSistema de clasificación y codificación de

partes

¿ Qué más ?

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Cada organización debe diseñar su propio esquema de codificación.

Debe abarcar todos los aspectosSer mutuamente excluyenteEstar basado en características

permanentesSer adaptable a cambios futuros.


REQUERIMIENTOS BÁSICOS


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Generalmente, la codificación es de tipo alfanumérica.



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La estructura de los sistemas de clasificación y codificación pueden basarse en:

Estructuras monocódigo.

Estructuras policódigo.

Estructuras híbridas.



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Estructura monocódigo o jerárquicas.Utiliza una estructura de árbol

y el código es el resultado de un proceso paso a paso en la elección de cada dígito. Cada dígito depende de los anteriores.


Es apropiada para la clasificación según criterios de diseño.


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Ejemplo:

61

Ejemplo:

62

Estructura policódigo.En esta cada código es

independiente de los otros. Es fácil de construir y de modificar, pero necesita más dígitos que una estructura de árbol.


Es apropiada para la clasificación de piezas que tienen exactamente los mismos criterios


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Ejemplo:

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Estructura híbrida.Combina las ventajas de las

dos anteriores. Usualmente en la clasificación para diseño y aplicaciones de maquinado.


Lo más usual es aplicar la Est. Mon. a los primeros dígitos para crear subfamilias y luego aplicar la Est. Pol. a las subfamilias


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Ejemplo:

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Dinámica:

•Para un producto y sus Sub-ensambles, has una propuesta de agrupación y

•Posteriormente la codificación de partes

•En media cuartilla y con tus propias palabras explicar ampliamente 5 beneficios y las carácterísticas de la clasificación y codificación de partes

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BENEFICIOS DE LOS SISTEMAS DE CLASIFICACION Y CODIFICACION

DE PARTES

Permite una recuperación rápida de los dibujos del diseño de una parte.

Facilita la formación de familias de partes.

Reduce la duplicidad en el diseño debido a que se recuperan diseños de partes similares o idénticos y se reutilizan en lugar de diseñarlos desde el principio.

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Mejora la estimación y la cuantificación de costos.

Promueve la estandarización del diseño.

Facilita la programación de partes con control numérico, permitiendo que las partes nuevas usen el mismo programa de las partes ya existentes en la misma familia.


DE PARTES

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Permite la racionalización y mejoramiento en el diseño de herramientas y soportes.

Hace posible la planeación de procesos asistidos por computadora (CAPP, computer-aided process planning).


DE PARTES

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SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA

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Un sistema flexible de manufactura, es una celda de maquinado con TG altamente automatizada que consiste en un grupo de estaciones de procesamiento (maquinas CNC), interconectadas mediante un sistema integrado de computadoras.

El SFM se basa en los principios de la tecnología de grupos.


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El concepto se originó en los años sesenta, y fue atribuido a David Williamson, Ingeniero inglés.

Un SFM es capaz de producir una familia de partes única o un rango limitado de familias de partes

Planteaba que el grupo de máquinas herramientas podía operar 24 horas por día.


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Cuando el sistema sólo tiene algunas máquinas, se usa el término celda flexible de manufactura CFM.

Los SFM varían en términos de la cantidad de máquinas herramienta y el nivel de flexibilidad.


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La CFM consta de 3 máquinas o menos.

El SFM consta de 4 máquinas o más.

La diferencia entre un SFM y CFM, se basa en la cantidad de máquinas que incluye.


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Para calificar a un sistema de manufactura como flexible debe cumplir varios criterios.1.Procesar diferentes estilos de

partes.

2.Aceptar cambios en el programa de producción.

3.Responder en forma inmediata cuando se presenten averías y errores del equipo en el sistema.


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4.Aceptar la introducción de nuevos diseños de partes.

Estas capacidades hacen el uso posible el uso de una computadora central que controla y coordina los componentes del sistema.


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INTEGRACIÓN DE COMPONENTES DE UN SFM

También incluye personas.

Un SFM esta formado por un hardware y un software, integrados en una unidad eficiente y confiable.

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Las estaciones de trabajo incluyen máquinas CNC, además de estaciones de inspección, de limpieza de partes y otras, según sean necesarias.

Un SFM incluye estaciones de trabajo, un sistema de manejo de material y una computadora de control central.

Componentes del hardware


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Entre estos están los transportadores de rodillos, los carros enganchados en el piso, los vehículos controlados en forma automática y los robots industriales.

Para un SFM por lo general se incluye un sistema transportador automatizado.



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El sistema de manejo establece la distribución básica de un SFM.

El tipo más apropiado depende del tamaño y la geometría de partes al igual que de factores relacionados con la economía y la compatibilidad con otros componentes.



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1.En línea.

Se distinguen 4 tipos de distribución:


2.En ciclo.3.A campo abierto4.Celda centrada en

un robot


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En línea.


• Usa un sistema de transferencia lineal para mover las partes entre las estaciones de procesamiento y las estaciones de carga/descarga


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En línea.



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• Consiste en un transportador o ciclo con estaciones de trabajo ubicadas en su periferia. Esto permite cualquier secuencia de procesamiento, debido a que es posible acceder a cualquier estación desde otra.

En ciclo.



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En ciclo.



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A campo abierto.


• Es la configuración más compleja y consiste en varios ciclos enlazados.


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A campo abierto.



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Celda centrada en un robot.


• Consiste en un robot cuyo volumen de trabajo incluye las posiciones de carga/descarga de las máquinas en la celda.


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Celda centrada en un robot.



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El software consiste en módulos asociados con las diversas funciones que ejecuta el sistema de manufactura.

Software para un SFM y funciones de control

Las funciones y los módulos son en su gran mayoría para una aplicación específica.


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Un SFM posee la arquitectura característica de un sistema de control numérico distribuido DNC.


Los DNC usan información en dos sentidos. Envia datos de instrucciones hacia las máquinas y viceversa.


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Mano de obraEntre las actividades que

realizan los trabajadores están:

1.Cargar y descargar partes del sistema.2.Cambiar y preparar las herramientas de corte.

3.Dar mantenimiento y reparar el equipo.4.La programación de parte con CN.


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Mano de obra

5.La programación y operación del sistema de computadoras.

6.La administración general del sistema.


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APLICACIONES DE LOS SFM

SI la pieza o producto se hace en grandes cantidades sin variaciones de estilo, es conveniente usar una linea de transferencia.

Los SFM por lo general se usan para una producción de volumen medio y variedad intermedia.

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APLICACIONES DE LOS FMS

Cantidad,VolumenCantidad,Volumen

Variedad de ProductosVariedad de Productos

Layout deProducto

Combinaciónde ambos

FMS

Layout deProceso

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BENEFICIOS DE LOS SFM

Menor trabajo en proceso debido a la producción continua, en lugar de la producción por lotes.

Mayor utilización de máquinas que un taller especializado convencional.

Tiempos de manufactura más cortos

Mayor flexibilidad en el programa de producción.

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