Presentacion seminario iq oct12

Víctor Hugo Soto Jurado

Ing. Químico U. Nacional, Manizales

Especialista en Dirección de Producción y Operaciones. ACIQ

Control Automático de Procesos Definición de control automático :

El control automático estudia los modelos matemáticos de sistemas dinámicos, sus propiedades y el cómo modificar éstas mediante el uso de otro sistema dinámico llamado controlador.

Ing. Jorge Cosco G. - Universidad Nacional de Lima.

Elementos del control automático…

Programa Lógico Computable (PLC)

Controlador P/PI/PID

Función(es) objetivo del sistema

Variable(s) a controlar

Elemento(s) de Control

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Control Automático de Procesos Lo que NO se espera ver en control automático… y el responsable???

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Control de Procesos Industriales

Definición de control de procesos industriales:

El control de proceso es la esencia y fin del gerenciamiento en todos los niveles jerárquicos de la empresa: desde el presidente hasta los obreros.

El primer paso para entender el control de proceso es la comprensión de la relación causa/efecto de las acciones que se tomen en el proceso industrial.

Un proceso industrial es mucho mas que un sistema único de control con una función objetivo que parametrizar y unas variables respuesta que establecer.

Es un conjunto de múltiples subprocesos (algunos con controles automáticos) que se desempeñan como un conjunto armónico y que son responsabilidad de los ingenieros de producción.

USTEDES!!!

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Objetivos del control de procesos • Garantizar la obtención del control de

los productos conformes (CALIDAD).

• Garantizar la seguridad del equipo y personal.

• Asegurar la estabilidad del proceso y su máxima eficiencia.

• Asegurar el menor costo de operación del proceso.

• Garantizar la máxima conversión de las materias primas.

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Control de Procesos Industriales Roll de los ingenieros químicos en control de procesos industriales.

Los ingenieros químicos responsables del control de los procesos industriales, son los llamados a tomar las decisiones sobre lo que hace en los mismos, las variables que se mantienen y las que se modifican con el fin de obtener la mayor calidad y cantidad de productos con los menores costos de operación y riesgos para el proceso y el personal.

Preguntas de reflexión:

Todos los procesos son riesgosos?

Cuales son los criterios para toma de decisiones ?

Conocimiento pleno y profundo del proceso

Estabilidad del proceso

Exactitud /precisión en mediciones

Exactitud /precisión de los resultados obtenidos

Confiabilidad del proceso y sus resultados

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Estas herramientas se pueden usar para el control de la calidad de los productos, de los costos del proceso, de las conversiones de las operaciones o para la seguridad de la operación.

Herramientas estadísticas básicas:

1. Ponderaciones (Básico)

2. Diagramas de flujo.

3. Gráficos de control de procesos por variables o por atributos (Variables continuas /discretas)

4. Índices de capacidad de procesos (ICP/Cpk)

5. Intervalos de confianza

6. Análisis de correlación o regresión lineal o de otro tipo.

7. Pruebas de dependencia

8. Diagrama de Pareto

9. Diagrama de Ishikawa (espina de pescado)

10. Muestreo militar estándar

Herramientas estadísticas para Control de Procesos Industriales

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PONDERADOS

Esta herramienta se usa para la justa valoración de los resultados de las variables en diversas mediciones o para muestreos múltiples.

Las 2 siguientes tablas muestran concentraciones de una sln de H2SO4 para la conformación de un lote de producto terminado

Muestra 1: [98%] 100 Ton



Promedio general: [95,6%] 620 Ton


Muestra 1: [98%] 100 Ton Muestra 2: [90%] 20 Ton Muestra 3: [99%] 500 Ton Ponderado general: [97,1%] 620 Ton

Esta diferencia puede representar hasta 0,93 Ton de producto perdido. ($$)

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Diagrama de flujo

Esta herramienta se usa para la descripción detallada de las etapas de un proceso con sus restricciones y capacidades, lo cual ayuda a identificar brechas entre procesos, capacidades de proceso o de reacción limitada para el requerimiento del producto.

Es diferente al flujograma típico de balance de materia de las etapas del proceso, por el tipo de información que contiene, además de presentar toma de decisiones en los casos que lo requieren.


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Gráficos de control Estos gráficos se construyen para hacer mas

grafica y amigable la revisión de los parámetros de los procesos, de manera que sea mas rápida la toma de decisiones. Además se construyen como soporte a la medición de los índices de capacidad de proceso.

La construcción e interpretación de los mismos debe ser soportada estadísticamente por medio de herramientas como desviaciones (d), distribuciones normales e intervalos de confianza.

Existen gráficos para variables continuas y para variables discretas (por atributos )


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Gráficos de control

Que es un proceso estable?

Es el proceso en el que las variaciones delos parámetros y resultados son comunes o previstas por el ingeniero del proceso


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CAPACIDAD

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Índices de capacidad de procesos

La capacidad del proceso es la medida de la reproducibilidad intrínseca del producto resultante de un proceso.

La mayor parte de los procesos industriales, especialmente en las industrias de procesos químicos, funcionan bajo estado de control estadístico.


La capacidad del proceso calculada de 6 σ, y puede ser comparada diferente a las especificaciones y se puede hacer juicio sobre su adecuación. Sin embargo la mayoría de los procesos industriales muestran desviaciones y cambios repentinos.

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La capacidad del proceso calculada de 6 σ, y puede ser comparada diferente a las especificaciones y se puede hacer juicio sobre su adecuación. Sin embargo la mayoría de los procesos industriales muestran desviaciones y cambios repentinos.

Índices de capacidad de procesos

Existen índices de capacidad para variables de comportamiento o distribución normal y para otras distribuciones.

ICP: Distribución normal

CPk: Otras distribuciones

Se rigen por valores entre 0 y 4, siendo 0 un valor muy malo y 4 un valor totalmente estable.

Interpretación:

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Diagrama de Pareto

Principio de Pareto : “ El 20% de las posibles causas producen el 80% de los efectos”

1. Determinar el problema o efecto a estudiar.

2. Investigar los factores o causas que provocan ese problema y como recoger los datos referentes a ellos.

3. Anotar la magnitud de cada factor.

4. Ordenar los factores de mayor a menor en función de la magnitud de cada uno de ellos.

5. Calcular la magnitud total del conjunto de factores.

6. Calcular el porcentaje total que representa cada factor, así como el porcentaje acumulado

Generadores de contaminación térmica en CEU

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Diagrama Causa - Efecto

Complementario al diagrama de Pareto y análisis del mismo.

Ante un problema en un proceso se deben identificar las posibles causas del mismo en 5 aspectos (Medio ambiente, Método, Mano de obra, Material, Maquinaria).

Estas 5 categorías abarcan todas las posibles Pareto para identificar las que mas pesan en casa aspecto y atacarla primero.

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Muestreo Estadístico

La mejor forma de hacer un muestreo estadísticamente representativo de un proceso o de productos es el uso de la tabla militar estándar, la cual define niveles de muestreo según el numero de unidades del lote a producir o según el tiempo de proceso que se desea analizar.

Para eso se cuenta con una tabla que fija el numero de muestras y el numero máximo de datos fuera de control, para catalogar un producto o un proceso como apto o conforme dentro de parámetros fijados.

Ejemplo:

Para una producción de 24 horas de proceso de jabones de tocador en las cuales se producen 1000 unidades/hora. Cual es la cantidad de muestra mínima necesaria?

Para un nivel de inspección medio, cual es el NAC mínimo (numero máximo de muestras fuera de especificación)

Nivel de inspección II, tamaño de muestra 315 unidades

NAC máximo con 1 unidad fuera de especificación, se aprueba y con 2 unidades NC se rechaza

NAC mínimo con 21 unidad fuera de especificación, se aprueba y con 22 unidades NC se rechaza

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