Simulacioacuten de Sistemas de Manufactura Automatizados

Edson Eduardo Puente Lira Ricardo Peacuterez Rodriacuteguez y Arturo Hernaacutendez Aguirre

Comunicacioacuten del CIMAT I-19-0105032019 CCCIMAT

Simulacioacuten de sistemas de manufactura automatizados

Autor

Ing Edson Eduardo Puente Lira

Co-Autor

Dr Ricardo Peacuterez Rodriacuteguez

Dr Arturo Hernaacutendez Aguirre

Departamento

Ciencias de la Computacioacuten

Aguascalientes Ags Febrero del 2019

RESUMEN La Industria 40 cada vez gana mayor popularidad en todo el mundo consiste principalmente en conseguir la automatizacioacuten de la industria mediante la produccioacuten robotizada Basaacutendonos en esta idea en el siguiente reporte se realiza la simulacioacuten una celda de manufactura automatizada mediante la plataforma de simulacioacuten de procesos Delmia Questreg para poder evaluar diferentes indicadores de productividad y eficiencia de dicha celda y evaluar su comportamiento en un turno de trabajo asiacute como posibles mejoras Palabras clave Celda de manufactura Automatizacioacuten Simulacioacuten de procesos

CONTENIDO

Contenido 1 INTRODUCCIOacuteN 1

11 Manufactura automatizada 1

12 Laboratorio de Manufactura Inteligente 1

2 Definicioacuten del problema 1

21 Producto prueba 2

22 Recopilacioacuten de datos 2

3 Modelado por simulacioacuten 3

31 Formulacioacuten del modelo conceptual 3

32 Construccioacuten del modelo de simulacioacuten 4

321 Poblacioacuten fuente 4

322 Creacioacuten de maquinas 5

323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos 5

33 Verificacioacuten del modelo 7

34 Validacioacuten del modelo 8

35 Experimentacioacuten 8

351 Caso 1 8

352 Caso 2 9

4 Anaacutelisis de resultados 10

5 Discusioacuten y resultados 11

6 Referencias 11

1

1 INTRODUCCIOacuteN

En la era moderna la automatizacioacuten industrial deriva grandes ventajas competitivas La

sustitucioacuten de mano de obra humana por robots hace que los procesos se lleven a cabo de

forma mucho maacutes raacutepida y por supuesto mucho maacutes eficiente con menores iacutendices de

desperdicio y con la posibilidad de programar la produccioacuten de un determinado producto durante las 24 horas del diacutea los 7 diacuteas de la semana Esto implica nuevos retos o aacutereas de

oportunidad para la optimizacioacuten de dichos procesos robotizados

El Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo estaacute integrado

por una gran diversidad de equipos de calidad industrial y que a su vez son apropiados

para desarrollar trabajos de investigacioacuten Gracias al equipamiento de este laboratorio se pueden realizar pruebas experimentales en el aacuterea de Roboacutetica y Manufactura Avanzada

En este reporte se plantea la fabricacioacuten de una pieza prueba contando con el tiempo de

ciclo esperado entonces el propoacutesito es simular dicho proceso de produccioacuten y en primera

instancia comprobar los tiempos teoacutericos con los simulados asiacute como presentar como seriacutea la eficiencia esperada de la celda si dicha fuera implementada en procesos industriales

11 Manufactura automatizada

Los sistemas de manufactura automatizada emplean dispositivos de movimiento perpetuo

controlado para integrar piezas manufacturadas previamente yo sub-ensambladas en un

producto terminado o unidad de producto Para obtener un sistema general de ensamble

se pueden utilizar cierto numero de transferencias mecaacutenicas sistemas de alimentacioacuten maquinas especiales y robots

Algunas de sus aplicaciones maacutes comunes son los ensambles generales manejo de material

y transferencia de partes de ensamble Tambieacuten es altamente utilizada en ambientes

peligrosos para el personal como manejo de radiactivos sustancias toxicas o

contaminantes altas temperaturas y esfuerzos fiacutesicos extremos asiacute como centros de maquinado de carga y descarga pata un proceso de manufactura por ejemplo los centros

de maquinado secado a presioacuten empaque y maacutequinas de inyeccioacuten

12 Laboratorio de Manufactura Inteligente

El Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo estaacute integrado

por una gran diversidad de equipos de calidad industrial y que a su vez son apropiados para desarrollar trabajos de investigacioacuten Gracias al equipamiento de este laboratorio se

pueden realizar pruebas experimentales de los algoritmos desarrollados en el aacuterea de

manufactura del programa de Roboacutetica y Manufactura Avanzada de esta institucioacuten El

laboratorio cuenta con capacidad para implementar procesos reales de manufactura

desempentildeando tareas como maquinado soldadura manipulacioacuten y ensamble roboacuteticos

bandas transportadoras sistemas de inspeccioacuten visual captura de movimiento fresado y torneado por equipos de control numeacuterico

2 Definicioacuten del problema

En el Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo se

implementa una celda de manufactura automatizada disentildeada para la produccioacuten en serie

2

de un producto determinado se cuenta con robots equipados con diferentes herramentales

los cuales logran que la celda de manufactura sea altamente productiva

La Tabla 1 indica las tareas ejecutables de cada robot

Tabla 1 Disponibilidad de ejecucioacuten de tareas por tipo de robot

Funciones

Robot Ensamble Maquinado Manipulacioacuten Soldadura

KR16 X X X

KR16HW X X X

KR60 X X X

Dado que es una implementacioacuten prototipo antes de implementarlo en la industria es de

intereacutes conocer una serie de aspectos importantes para determinar si es conveniente o no

en cuestiones econoacutemicas dicha implementacioacuten Algunos puntos importantes a evaluar es

el tiempo de ciclo de produccioacuten de una pieza para asiacute comprobar que el tiempo de ciclo

estimado es el correcto asiacute como cual seraacute el tiempo total de produccioacuten Entonces

tenemos que se busca

Determinar el tiempo de ciclo del proceso

Encontrar el tiempo necesario para la produccioacuten de alguacuten volumen especifico de piezas

Determinar si es necesario o no la utilizacioacuten de un nuevo equipo (robot) en la celda

21 Producto prueba

Los elementos ilustrados en la Figura 1 componen el producto que pueden ser

manufacturado por el sistema mencionado Dicho producto se compone de cuatro

elementos una base para ensamble mecaacutenico y tres materiales para ensamble con diferentes contornos (cuadrado hexaacutegono y octaacutegono) El producto contempla en su

secuencia de produccioacuten o tareas efectuadas el moacutedulo de soldadura

Figura 1 Producto prueba

22 Recopilacioacuten de datos

La fabricacioacuten del producto prueba consta de operaciones especificas mostradas en la

Figura 2 asiacute como su tiempo recabado de operacioacuten Dichos tiempos en el modelo se

consideran constantes ya que los robots pueden producir de forma continua sin retrasos

Se asume en la simulacioacuten produccioacuten normal es decir sin existencia de paros por

mantenimiento o fallas de maquinaria

3

Figura 2 Tiempo promedio por tarea

3 Modelado por simulacioacuten

31 Formulacioacuten del modelo conceptual

En las Figuras 3 y 4 se plasma el proceso de fabricacioacuten del producto representaacutendose la

secuencia de actividades asiacute como las entradas y salidas del proceso

4

Figura 3 Modelo conceptual

Figura 4 Diagrama a detalle

32 Construccioacuten del modelo de simulacioacuten

321 Poblacioacuten fuente

El primer paso para la simulacion de este sistema fue la creacioacuten de las piezas Dicho

proceso se logra mediante el menuacute Model 1048576 Build 1048576 PartClass 1048576 Create

5

Figura 5 Creacioacuten de piezas

322 Creacioacuten de maquinas

Despueacutes de esto seraacuten creadas las maacutequinas Dicho proceso se logra mediante Model 1048576

Build 1048576 ElementClass 1048576Machine 1048576 NewMachine

Figura 6 Creacioacuten de maacutequinas

323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos

Para cada maacutequina se crea un proceso el cual ejecuta un tiempo constante por cada

operacioacuten pero un punto importante es que en especial el robot 2 KUKA ENSAMBLADOR

necesita recibir la cantidad de una pieza por cada pieza creada es decir Placa P1 P2 y P3 para su ensamblado Para ello modificaremos la loacutegica del proceso de esta maacutequina en

especiacutefico como se muestra

6

Model1048576Build1048576Modify1048576Machine(KUKAensamblador)1048576Logics1048576ProcessLogic1048576CyclicProcess

Figura 7 Menuacute principal de una maacutequina

Figura 8 Modificacioacuten de loacutegica predeterminada

3231 Establecimientos de paraacutemetros

Se modifican las entradas y las salidas ya que despueacutes de que el proceso de ensamblado

se cumple el subproducto es una pieza (Placa) en el mencionado robot 2 KUKA

ENSAMBLADOR mediante Model 1048576 process 1048576 Part Requeriments y Model 1048576 process 1048576

Products

Figura 9 Establecimientos de partes requeridas y de subproductos obtenidos

7

Se crean diferentes procesos para cada robot los cuales cuentan con distintos tiempos de

operacioacuten de la misma forma que los pasos previos

33 Verificacioacuten del modelo

Como se mencionoacute anteriormente para identificar fallos del sistema se realizan corridas

prueba De esta manera se encuentra como es mostrado en la Figura 10 Se identifica el

flujo incorrecto de piezas sobre el proceso debido a que no se teniacutea especificado como un proceso ciacuteclico

Figura 10 Corrida 1 identificacioacuten de error en el modelo

Se soluciona esto como se muestra en la Figura 11 el elemento final (buffer) cuenta con productos terminados lo que representa que el modelo se manifiesta de manera adecuada

Figura 11 Corrida correcta

8

34 Validacioacuten del modelo

Para validar los resultados obtenidos un anaacutelisis realizado anteriormente por parte del

CINVESTAV Unidad Saltillo mostraba (ver Figura 12) que el proceso tarda en finalizar un producto terminado en 615 segundos El tiempo simulado fue de 641 segundos

Existe diferencia en ambos resultados pero esto es justificado dado que se despreciaron

los tiempos de traslado de las bandas transportadora final al almaceacuten de producto

terminado

Figura 12 Tiempo simulado

Figura 13 Tiempo esperado

35 Experimentacioacuten

351 Caso 1

9

La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las

propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se

contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo

de ciclo de produccioacuten

Figura 14 Simulacioacuten del primer caso

352 Caso 2

El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible

para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto

dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno

Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso

10

4 Anaacutelisis de resultados

Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy

alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo

Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest

Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot

ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten

Figura 17 Anaacutelisis del primer caso

La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de

un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20

Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso

11

5 Discusioacuten y resultados

Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue

considerable en los dos experimentos descritos

Figura 19 Comparativo de escenarios simulados

En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable

del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es

completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots

En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar

todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo

estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos

de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria

eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema

6 Referencias

[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos

[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de

produccioacuten en configuracioacuten jobshop

Simulacioacuten de sistemas de manufactura automatizados

Autor

Ing Edson Eduardo Puente Lira

Co-Autor

Dr Ricardo Peacuterez Rodriacuteguez

Dr Arturo Hernaacutendez Aguirre

Departamento

Ciencias de la Computacioacuten

Aguascalientes Ags Febrero del 2019

RESUMEN La Industria 40 cada vez gana mayor popularidad en todo el mundo consiste principalmente en conseguir la automatizacioacuten de la industria mediante la produccioacuten robotizada Basaacutendonos en esta idea en el siguiente reporte se realiza la simulacioacuten una celda de manufactura automatizada mediante la plataforma de simulacioacuten de procesos Delmia Questreg para poder evaluar diferentes indicadores de productividad y eficiencia de dicha celda y evaluar su comportamiento en un turno de trabajo asiacute como posibles mejoras Palabras clave Celda de manufactura Automatizacioacuten Simulacioacuten de procesos

CONTENIDO

Contenido 1 INTRODUCCIOacuteN 1

11 Manufactura automatizada 1

12 Laboratorio de Manufactura Inteligente 1

2 Definicioacuten del problema 1

21 Producto prueba 2

22 Recopilacioacuten de datos 2

3 Modelado por simulacioacuten 3

31 Formulacioacuten del modelo conceptual 3

32 Construccioacuten del modelo de simulacioacuten 4

321 Poblacioacuten fuente 4

322 Creacioacuten de maquinas 5

323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos 5

33 Verificacioacuten del modelo 7

34 Validacioacuten del modelo 8

35 Experimentacioacuten 8

351 Caso 1 8

352 Caso 2 9

4 Anaacutelisis de resultados 10

5 Discusioacuten y resultados 11

6 Referencias 11

1

1 INTRODUCCIOacuteN

En la era moderna la automatizacioacuten industrial deriva grandes ventajas competitivas La

sustitucioacuten de mano de obra humana por robots hace que los procesos se lleven a cabo de

forma mucho maacutes raacutepida y por supuesto mucho maacutes eficiente con menores iacutendices de

desperdicio y con la posibilidad de programar la produccioacuten de un determinado producto durante las 24 horas del diacutea los 7 diacuteas de la semana Esto implica nuevos retos o aacutereas de

oportunidad para la optimizacioacuten de dichos procesos robotizados

El Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo estaacute integrado

por una gran diversidad de equipos de calidad industrial y que a su vez son apropiados

para desarrollar trabajos de investigacioacuten Gracias al equipamiento de este laboratorio se pueden realizar pruebas experimentales en el aacuterea de Roboacutetica y Manufactura Avanzada

En este reporte se plantea la fabricacioacuten de una pieza prueba contando con el tiempo de

ciclo esperado entonces el propoacutesito es simular dicho proceso de produccioacuten y en primera

instancia comprobar los tiempos teoacutericos con los simulados asiacute como presentar como seriacutea la eficiencia esperada de la celda si dicha fuera implementada en procesos industriales

11 Manufactura automatizada

Los sistemas de manufactura automatizada emplean dispositivos de movimiento perpetuo

controlado para integrar piezas manufacturadas previamente yo sub-ensambladas en un

producto terminado o unidad de producto Para obtener un sistema general de ensamble

se pueden utilizar cierto numero de transferencias mecaacutenicas sistemas de alimentacioacuten maquinas especiales y robots

Algunas de sus aplicaciones maacutes comunes son los ensambles generales manejo de material

y transferencia de partes de ensamble Tambieacuten es altamente utilizada en ambientes

peligrosos para el personal como manejo de radiactivos sustancias toxicas o

contaminantes altas temperaturas y esfuerzos fiacutesicos extremos asiacute como centros de maquinado de carga y descarga pata un proceso de manufactura por ejemplo los centros

de maquinado secado a presioacuten empaque y maacutequinas de inyeccioacuten

12 Laboratorio de Manufactura Inteligente

El Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo estaacute integrado

por una gran diversidad de equipos de calidad industrial y que a su vez son apropiados para desarrollar trabajos de investigacioacuten Gracias al equipamiento de este laboratorio se

pueden realizar pruebas experimentales de los algoritmos desarrollados en el aacuterea de

manufactura del programa de Roboacutetica y Manufactura Avanzada de esta institucioacuten El

laboratorio cuenta con capacidad para implementar procesos reales de manufactura

desempentildeando tareas como maquinado soldadura manipulacioacuten y ensamble roboacuteticos

bandas transportadoras sistemas de inspeccioacuten visual captura de movimiento fresado y torneado por equipos de control numeacuterico

2 Definicioacuten del problema

En el Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo se

implementa una celda de manufactura automatizada disentildeada para la produccioacuten en serie

2

de un producto determinado se cuenta con robots equipados con diferentes herramentales

los cuales logran que la celda de manufactura sea altamente productiva

La Tabla 1 indica las tareas ejecutables de cada robot

Tabla 1 Disponibilidad de ejecucioacuten de tareas por tipo de robot

Funciones

Robot Ensamble Maquinado Manipulacioacuten Soldadura

KR16 X X X

KR16HW X X X

KR60 X X X

Dado que es una implementacioacuten prototipo antes de implementarlo en la industria es de

intereacutes conocer una serie de aspectos importantes para determinar si es conveniente o no

en cuestiones econoacutemicas dicha implementacioacuten Algunos puntos importantes a evaluar es

el tiempo de ciclo de produccioacuten de una pieza para asiacute comprobar que el tiempo de ciclo

estimado es el correcto asiacute como cual seraacute el tiempo total de produccioacuten Entonces

tenemos que se busca

Determinar el tiempo de ciclo del proceso

Encontrar el tiempo necesario para la produccioacuten de alguacuten volumen especifico de piezas

Determinar si es necesario o no la utilizacioacuten de un nuevo equipo (robot) en la celda

21 Producto prueba

Los elementos ilustrados en la Figura 1 componen el producto que pueden ser

manufacturado por el sistema mencionado Dicho producto se compone de cuatro

elementos una base para ensamble mecaacutenico y tres materiales para ensamble con diferentes contornos (cuadrado hexaacutegono y octaacutegono) El producto contempla en su

secuencia de produccioacuten o tareas efectuadas el moacutedulo de soldadura

Figura 1 Producto prueba

22 Recopilacioacuten de datos

La fabricacioacuten del producto prueba consta de operaciones especificas mostradas en la

Figura 2 asiacute como su tiempo recabado de operacioacuten Dichos tiempos en el modelo se

consideran constantes ya que los robots pueden producir de forma continua sin retrasos

Se asume en la simulacioacuten produccioacuten normal es decir sin existencia de paros por

mantenimiento o fallas de maquinaria

3

Figura 2 Tiempo promedio por tarea

3 Modelado por simulacioacuten

31 Formulacioacuten del modelo conceptual

En las Figuras 3 y 4 se plasma el proceso de fabricacioacuten del producto representaacutendose la

secuencia de actividades asiacute como las entradas y salidas del proceso

4

Figura 3 Modelo conceptual

Figura 4 Diagrama a detalle

32 Construccioacuten del modelo de simulacioacuten

321 Poblacioacuten fuente

El primer paso para la simulacion de este sistema fue la creacioacuten de las piezas Dicho

proceso se logra mediante el menuacute Model 1048576 Build 1048576 PartClass 1048576 Create

5

Figura 5 Creacioacuten de piezas

322 Creacioacuten de maquinas

Despueacutes de esto seraacuten creadas las maacutequinas Dicho proceso se logra mediante Model 1048576

Build 1048576 ElementClass 1048576Machine 1048576 NewMachine

Figura 6 Creacioacuten de maacutequinas

323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos

Para cada maacutequina se crea un proceso el cual ejecuta un tiempo constante por cada

operacioacuten pero un punto importante es que en especial el robot 2 KUKA ENSAMBLADOR

necesita recibir la cantidad de una pieza por cada pieza creada es decir Placa P1 P2 y P3 para su ensamblado Para ello modificaremos la loacutegica del proceso de esta maacutequina en

especiacutefico como se muestra

6

Model1048576Build1048576Modify1048576Machine(KUKAensamblador)1048576Logics1048576ProcessLogic1048576CyclicProcess

Figura 7 Menuacute principal de una maacutequina

Figura 8 Modificacioacuten de loacutegica predeterminada

3231 Establecimientos de paraacutemetros

Se modifican las entradas y las salidas ya que despueacutes de que el proceso de ensamblado

se cumple el subproducto es una pieza (Placa) en el mencionado robot 2 KUKA

ENSAMBLADOR mediante Model 1048576 process 1048576 Part Requeriments y Model 1048576 process 1048576

Products

Figura 9 Establecimientos de partes requeridas y de subproductos obtenidos

7

Se crean diferentes procesos para cada robot los cuales cuentan con distintos tiempos de

operacioacuten de la misma forma que los pasos previos

33 Verificacioacuten del modelo

Como se mencionoacute anteriormente para identificar fallos del sistema se realizan corridas

prueba De esta manera se encuentra como es mostrado en la Figura 10 Se identifica el

flujo incorrecto de piezas sobre el proceso debido a que no se teniacutea especificado como un proceso ciacuteclico

Figura 10 Corrida 1 identificacioacuten de error en el modelo

Se soluciona esto como se muestra en la Figura 11 el elemento final (buffer) cuenta con productos terminados lo que representa que el modelo se manifiesta de manera adecuada

Figura 11 Corrida correcta

8

34 Validacioacuten del modelo

Para validar los resultados obtenidos un anaacutelisis realizado anteriormente por parte del

CINVESTAV Unidad Saltillo mostraba (ver Figura 12) que el proceso tarda en finalizar un producto terminado en 615 segundos El tiempo simulado fue de 641 segundos

Existe diferencia en ambos resultados pero esto es justificado dado que se despreciaron

los tiempos de traslado de las bandas transportadora final al almaceacuten de producto

terminado

Figura 12 Tiempo simulado

Figura 13 Tiempo esperado

35 Experimentacioacuten

351 Caso 1

9

La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las

propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se

contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo

de ciclo de produccioacuten

Figura 14 Simulacioacuten del primer caso

352 Caso 2

El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible

para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto

dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno

Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso

10

4 Anaacutelisis de resultados

Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy

alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo

Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest

Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot

ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten

Figura 17 Anaacutelisis del primer caso

La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de

un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20

Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso

11

5 Discusioacuten y resultados

Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue

considerable en los dos experimentos descritos

Figura 19 Comparativo de escenarios simulados

En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable

del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es

completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots

En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar

todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo

estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos

de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria

eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema

6 Referencias

[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos

[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de

produccioacuten en configuracioacuten jobshop

RESUMEN La Industria 40 cada vez gana mayor popularidad en todo el mundo consiste principalmente en conseguir la automatizacioacuten de la industria mediante la produccioacuten robotizada Basaacutendonos en esta idea en el siguiente reporte se realiza la simulacioacuten una celda de manufactura automatizada mediante la plataforma de simulacioacuten de procesos Delmia Questreg para poder evaluar diferentes indicadores de productividad y eficiencia de dicha celda y evaluar su comportamiento en un turno de trabajo asiacute como posibles mejoras Palabras clave Celda de manufactura Automatizacioacuten Simulacioacuten de procesos

CONTENIDO

Contenido 1 INTRODUCCIOacuteN 1

11 Manufactura automatizada 1

12 Laboratorio de Manufactura Inteligente 1

2 Definicioacuten del problema 1

21 Producto prueba 2

22 Recopilacioacuten de datos 2

3 Modelado por simulacioacuten 3

31 Formulacioacuten del modelo conceptual 3

32 Construccioacuten del modelo de simulacioacuten 4

321 Poblacioacuten fuente 4

322 Creacioacuten de maquinas 5

323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos 5

33 Verificacioacuten del modelo 7

34 Validacioacuten del modelo 8

35 Experimentacioacuten 8

351 Caso 1 8

352 Caso 2 9

4 Anaacutelisis de resultados 10

5 Discusioacuten y resultados 11

6 Referencias 11

1

1 INTRODUCCIOacuteN

En la era moderna la automatizacioacuten industrial deriva grandes ventajas competitivas La

sustitucioacuten de mano de obra humana por robots hace que los procesos se lleven a cabo de

forma mucho maacutes raacutepida y por supuesto mucho maacutes eficiente con menores iacutendices de

desperdicio y con la posibilidad de programar la produccioacuten de un determinado producto durante las 24 horas del diacutea los 7 diacuteas de la semana Esto implica nuevos retos o aacutereas de

oportunidad para la optimizacioacuten de dichos procesos robotizados

El Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo estaacute integrado

por una gran diversidad de equipos de calidad industrial y que a su vez son apropiados

para desarrollar trabajos de investigacioacuten Gracias al equipamiento de este laboratorio se pueden realizar pruebas experimentales en el aacuterea de Roboacutetica y Manufactura Avanzada

En este reporte se plantea la fabricacioacuten de una pieza prueba contando con el tiempo de

ciclo esperado entonces el propoacutesito es simular dicho proceso de produccioacuten y en primera

instancia comprobar los tiempos teoacutericos con los simulados asiacute como presentar como seriacutea la eficiencia esperada de la celda si dicha fuera implementada en procesos industriales

11 Manufactura automatizada

Los sistemas de manufactura automatizada emplean dispositivos de movimiento perpetuo

controlado para integrar piezas manufacturadas previamente yo sub-ensambladas en un

producto terminado o unidad de producto Para obtener un sistema general de ensamble

se pueden utilizar cierto numero de transferencias mecaacutenicas sistemas de alimentacioacuten maquinas especiales y robots

Algunas de sus aplicaciones maacutes comunes son los ensambles generales manejo de material

y transferencia de partes de ensamble Tambieacuten es altamente utilizada en ambientes

peligrosos para el personal como manejo de radiactivos sustancias toxicas o

contaminantes altas temperaturas y esfuerzos fiacutesicos extremos asiacute como centros de maquinado de carga y descarga pata un proceso de manufactura por ejemplo los centros

de maquinado secado a presioacuten empaque y maacutequinas de inyeccioacuten

12 Laboratorio de Manufactura Inteligente

El Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo estaacute integrado

por una gran diversidad de equipos de calidad industrial y que a su vez son apropiados para desarrollar trabajos de investigacioacuten Gracias al equipamiento de este laboratorio se

pueden realizar pruebas experimentales de los algoritmos desarrollados en el aacuterea de

manufactura del programa de Roboacutetica y Manufactura Avanzada de esta institucioacuten El

laboratorio cuenta con capacidad para implementar procesos reales de manufactura

desempentildeando tareas como maquinado soldadura manipulacioacuten y ensamble roboacuteticos

bandas transportadoras sistemas de inspeccioacuten visual captura de movimiento fresado y torneado por equipos de control numeacuterico

2 Definicioacuten del problema

En el Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo se

implementa una celda de manufactura automatizada disentildeada para la produccioacuten en serie

2

de un producto determinado se cuenta con robots equipados con diferentes herramentales

los cuales logran que la celda de manufactura sea altamente productiva

La Tabla 1 indica las tareas ejecutables de cada robot

Tabla 1 Disponibilidad de ejecucioacuten de tareas por tipo de robot

Funciones

Robot Ensamble Maquinado Manipulacioacuten Soldadura

KR16 X X X

KR16HW X X X

KR60 X X X

Dado que es una implementacioacuten prototipo antes de implementarlo en la industria es de

intereacutes conocer una serie de aspectos importantes para determinar si es conveniente o no

en cuestiones econoacutemicas dicha implementacioacuten Algunos puntos importantes a evaluar es

el tiempo de ciclo de produccioacuten de una pieza para asiacute comprobar que el tiempo de ciclo

estimado es el correcto asiacute como cual seraacute el tiempo total de produccioacuten Entonces

tenemos que se busca

Determinar el tiempo de ciclo del proceso

Encontrar el tiempo necesario para la produccioacuten de alguacuten volumen especifico de piezas

Determinar si es necesario o no la utilizacioacuten de un nuevo equipo (robot) en la celda

21 Producto prueba

Los elementos ilustrados en la Figura 1 componen el producto que pueden ser

manufacturado por el sistema mencionado Dicho producto se compone de cuatro

elementos una base para ensamble mecaacutenico y tres materiales para ensamble con diferentes contornos (cuadrado hexaacutegono y octaacutegono) El producto contempla en su

secuencia de produccioacuten o tareas efectuadas el moacutedulo de soldadura

Figura 1 Producto prueba

22 Recopilacioacuten de datos

La fabricacioacuten del producto prueba consta de operaciones especificas mostradas en la

Figura 2 asiacute como su tiempo recabado de operacioacuten Dichos tiempos en el modelo se

consideran constantes ya que los robots pueden producir de forma continua sin retrasos

Se asume en la simulacioacuten produccioacuten normal es decir sin existencia de paros por

mantenimiento o fallas de maquinaria

3

Figura 2 Tiempo promedio por tarea

3 Modelado por simulacioacuten

31 Formulacioacuten del modelo conceptual

En las Figuras 3 y 4 se plasma el proceso de fabricacioacuten del producto representaacutendose la

secuencia de actividades asiacute como las entradas y salidas del proceso

4

Figura 3 Modelo conceptual

Figura 4 Diagrama a detalle

32 Construccioacuten del modelo de simulacioacuten

321 Poblacioacuten fuente

El primer paso para la simulacion de este sistema fue la creacioacuten de las piezas Dicho

proceso se logra mediante el menuacute Model 1048576 Build 1048576 PartClass 1048576 Create

5

Figura 5 Creacioacuten de piezas

322 Creacioacuten de maquinas

Despueacutes de esto seraacuten creadas las maacutequinas Dicho proceso se logra mediante Model 1048576

Build 1048576 ElementClass 1048576Machine 1048576 NewMachine

Figura 6 Creacioacuten de maacutequinas

323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos

Para cada maacutequina se crea un proceso el cual ejecuta un tiempo constante por cada

operacioacuten pero un punto importante es que en especial el robot 2 KUKA ENSAMBLADOR

necesita recibir la cantidad de una pieza por cada pieza creada es decir Placa P1 P2 y P3 para su ensamblado Para ello modificaremos la loacutegica del proceso de esta maacutequina en

especiacutefico como se muestra

6

Model1048576Build1048576Modify1048576Machine(KUKAensamblador)1048576Logics1048576ProcessLogic1048576CyclicProcess

Figura 7 Menuacute principal de una maacutequina

Figura 8 Modificacioacuten de loacutegica predeterminada

3231 Establecimientos de paraacutemetros

Se modifican las entradas y las salidas ya que despueacutes de que el proceso de ensamblado

se cumple el subproducto es una pieza (Placa) en el mencionado robot 2 KUKA

ENSAMBLADOR mediante Model 1048576 process 1048576 Part Requeriments y Model 1048576 process 1048576

Products

Figura 9 Establecimientos de partes requeridas y de subproductos obtenidos

7

Se crean diferentes procesos para cada robot los cuales cuentan con distintos tiempos de

operacioacuten de la misma forma que los pasos previos

33 Verificacioacuten del modelo

Como se mencionoacute anteriormente para identificar fallos del sistema se realizan corridas

prueba De esta manera se encuentra como es mostrado en la Figura 10 Se identifica el

flujo incorrecto de piezas sobre el proceso debido a que no se teniacutea especificado como un proceso ciacuteclico

Figura 10 Corrida 1 identificacioacuten de error en el modelo

Se soluciona esto como se muestra en la Figura 11 el elemento final (buffer) cuenta con productos terminados lo que representa que el modelo se manifiesta de manera adecuada

Figura 11 Corrida correcta

8

34 Validacioacuten del modelo

Para validar los resultados obtenidos un anaacutelisis realizado anteriormente por parte del

CINVESTAV Unidad Saltillo mostraba (ver Figura 12) que el proceso tarda en finalizar un producto terminado en 615 segundos El tiempo simulado fue de 641 segundos

Existe diferencia en ambos resultados pero esto es justificado dado que se despreciaron

los tiempos de traslado de las bandas transportadora final al almaceacuten de producto

terminado

Figura 12 Tiempo simulado

Figura 13 Tiempo esperado

35 Experimentacioacuten

351 Caso 1

9

La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las

propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se

contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo

de ciclo de produccioacuten

Figura 14 Simulacioacuten del primer caso

352 Caso 2

El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible

para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto

dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno

Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso

10

4 Anaacutelisis de resultados

Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy

alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo

Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest

Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot

ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten

Figura 17 Anaacutelisis del primer caso

La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de

un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20

Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso

11

5 Discusioacuten y resultados

Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue

considerable en los dos experimentos descritos

Figura 19 Comparativo de escenarios simulados

En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable

del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es

completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots

En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar

todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo

estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos

de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria

eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema

6 Referencias

[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos

[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de

produccioacuten en configuracioacuten jobshop

CONTENIDO

Contenido 1 INTRODUCCIOacuteN 1

11 Manufactura automatizada 1

12 Laboratorio de Manufactura Inteligente 1

2 Definicioacuten del problema 1

21 Producto prueba 2

22 Recopilacioacuten de datos 2

3 Modelado por simulacioacuten 3

31 Formulacioacuten del modelo conceptual 3

32 Construccioacuten del modelo de simulacioacuten 4

321 Poblacioacuten fuente 4

322 Creacioacuten de maquinas 5

323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos 5

33 Verificacioacuten del modelo 7

34 Validacioacuten del modelo 8

35 Experimentacioacuten 8

351 Caso 1 8

352 Caso 2 9

4 Anaacutelisis de resultados 10

5 Discusioacuten y resultados 11

6 Referencias 11

1

1 INTRODUCCIOacuteN

En la era moderna la automatizacioacuten industrial deriva grandes ventajas competitivas La

sustitucioacuten de mano de obra humana por robots hace que los procesos se lleven a cabo de

forma mucho maacutes raacutepida y por supuesto mucho maacutes eficiente con menores iacutendices de

desperdicio y con la posibilidad de programar la produccioacuten de un determinado producto durante las 24 horas del diacutea los 7 diacuteas de la semana Esto implica nuevos retos o aacutereas de

oportunidad para la optimizacioacuten de dichos procesos robotizados

El Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo estaacute integrado

por una gran diversidad de equipos de calidad industrial y que a su vez son apropiados

para desarrollar trabajos de investigacioacuten Gracias al equipamiento de este laboratorio se pueden realizar pruebas experimentales en el aacuterea de Roboacutetica y Manufactura Avanzada

En este reporte se plantea la fabricacioacuten de una pieza prueba contando con el tiempo de

ciclo esperado entonces el propoacutesito es simular dicho proceso de produccioacuten y en primera

instancia comprobar los tiempos teoacutericos con los simulados asiacute como presentar como seriacutea la eficiencia esperada de la celda si dicha fuera implementada en procesos industriales

11 Manufactura automatizada

Los sistemas de manufactura automatizada emplean dispositivos de movimiento perpetuo

controlado para integrar piezas manufacturadas previamente yo sub-ensambladas en un

producto terminado o unidad de producto Para obtener un sistema general de ensamble

se pueden utilizar cierto numero de transferencias mecaacutenicas sistemas de alimentacioacuten maquinas especiales y robots

Algunas de sus aplicaciones maacutes comunes son los ensambles generales manejo de material

y transferencia de partes de ensamble Tambieacuten es altamente utilizada en ambientes

peligrosos para el personal como manejo de radiactivos sustancias toxicas o

contaminantes altas temperaturas y esfuerzos fiacutesicos extremos asiacute como centros de maquinado de carga y descarga pata un proceso de manufactura por ejemplo los centros

de maquinado secado a presioacuten empaque y maacutequinas de inyeccioacuten

12 Laboratorio de Manufactura Inteligente

El Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo estaacute integrado

por una gran diversidad de equipos de calidad industrial y que a su vez son apropiados para desarrollar trabajos de investigacioacuten Gracias al equipamiento de este laboratorio se

pueden realizar pruebas experimentales de los algoritmos desarrollados en el aacuterea de

manufactura del programa de Roboacutetica y Manufactura Avanzada de esta institucioacuten El

laboratorio cuenta con capacidad para implementar procesos reales de manufactura

desempentildeando tareas como maquinado soldadura manipulacioacuten y ensamble roboacuteticos

bandas transportadoras sistemas de inspeccioacuten visual captura de movimiento fresado y torneado por equipos de control numeacuterico

2 Definicioacuten del problema

En el Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo se

implementa una celda de manufactura automatizada disentildeada para la produccioacuten en serie

2

de un producto determinado se cuenta con robots equipados con diferentes herramentales

los cuales logran que la celda de manufactura sea altamente productiva

La Tabla 1 indica las tareas ejecutables de cada robot

Tabla 1 Disponibilidad de ejecucioacuten de tareas por tipo de robot

Funciones

Robot Ensamble Maquinado Manipulacioacuten Soldadura

KR16 X X X

KR16HW X X X

KR60 X X X

Dado que es una implementacioacuten prototipo antes de implementarlo en la industria es de

intereacutes conocer una serie de aspectos importantes para determinar si es conveniente o no

en cuestiones econoacutemicas dicha implementacioacuten Algunos puntos importantes a evaluar es

el tiempo de ciclo de produccioacuten de una pieza para asiacute comprobar que el tiempo de ciclo

estimado es el correcto asiacute como cual seraacute el tiempo total de produccioacuten Entonces

tenemos que se busca

Determinar el tiempo de ciclo del proceso

Encontrar el tiempo necesario para la produccioacuten de alguacuten volumen especifico de piezas

Determinar si es necesario o no la utilizacioacuten de un nuevo equipo (robot) en la celda

21 Producto prueba

Los elementos ilustrados en la Figura 1 componen el producto que pueden ser

manufacturado por el sistema mencionado Dicho producto se compone de cuatro

elementos una base para ensamble mecaacutenico y tres materiales para ensamble con diferentes contornos (cuadrado hexaacutegono y octaacutegono) El producto contempla en su

secuencia de produccioacuten o tareas efectuadas el moacutedulo de soldadura

Figura 1 Producto prueba

22 Recopilacioacuten de datos

La fabricacioacuten del producto prueba consta de operaciones especificas mostradas en la

Figura 2 asiacute como su tiempo recabado de operacioacuten Dichos tiempos en el modelo se

consideran constantes ya que los robots pueden producir de forma continua sin retrasos

Se asume en la simulacioacuten produccioacuten normal es decir sin existencia de paros por

mantenimiento o fallas de maquinaria

3

Figura 2 Tiempo promedio por tarea

3 Modelado por simulacioacuten

31 Formulacioacuten del modelo conceptual

En las Figuras 3 y 4 se plasma el proceso de fabricacioacuten del producto representaacutendose la

secuencia de actividades asiacute como las entradas y salidas del proceso

4

Figura 3 Modelo conceptual

Figura 4 Diagrama a detalle

32 Construccioacuten del modelo de simulacioacuten

321 Poblacioacuten fuente

El primer paso para la simulacion de este sistema fue la creacioacuten de las piezas Dicho

proceso se logra mediante el menuacute Model 1048576 Build 1048576 PartClass 1048576 Create

5

Figura 5 Creacioacuten de piezas

322 Creacioacuten de maquinas

Despueacutes de esto seraacuten creadas las maacutequinas Dicho proceso se logra mediante Model 1048576

Build 1048576 ElementClass 1048576Machine 1048576 NewMachine

Figura 6 Creacioacuten de maacutequinas

323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos

Para cada maacutequina se crea un proceso el cual ejecuta un tiempo constante por cada

operacioacuten pero un punto importante es que en especial el robot 2 KUKA ENSAMBLADOR

necesita recibir la cantidad de una pieza por cada pieza creada es decir Placa P1 P2 y P3 para su ensamblado Para ello modificaremos la loacutegica del proceso de esta maacutequina en

especiacutefico como se muestra

6

Model1048576Build1048576Modify1048576Machine(KUKAensamblador)1048576Logics1048576ProcessLogic1048576CyclicProcess

Figura 7 Menuacute principal de una maacutequina

Figura 8 Modificacioacuten de loacutegica predeterminada

3231 Establecimientos de paraacutemetros

Se modifican las entradas y las salidas ya que despueacutes de que el proceso de ensamblado

se cumple el subproducto es una pieza (Placa) en el mencionado robot 2 KUKA

ENSAMBLADOR mediante Model 1048576 process 1048576 Part Requeriments y Model 1048576 process 1048576

Products

Figura 9 Establecimientos de partes requeridas y de subproductos obtenidos

7

Se crean diferentes procesos para cada robot los cuales cuentan con distintos tiempos de

operacioacuten de la misma forma que los pasos previos

33 Verificacioacuten del modelo

Como se mencionoacute anteriormente para identificar fallos del sistema se realizan corridas

prueba De esta manera se encuentra como es mostrado en la Figura 10 Se identifica el

flujo incorrecto de piezas sobre el proceso debido a que no se teniacutea especificado como un proceso ciacuteclico

Figura 10 Corrida 1 identificacioacuten de error en el modelo

Se soluciona esto como se muestra en la Figura 11 el elemento final (buffer) cuenta con productos terminados lo que representa que el modelo se manifiesta de manera adecuada

Figura 11 Corrida correcta

8

34 Validacioacuten del modelo

Para validar los resultados obtenidos un anaacutelisis realizado anteriormente por parte del

CINVESTAV Unidad Saltillo mostraba (ver Figura 12) que el proceso tarda en finalizar un producto terminado en 615 segundos El tiempo simulado fue de 641 segundos

Existe diferencia en ambos resultados pero esto es justificado dado que se despreciaron

los tiempos de traslado de las bandas transportadora final al almaceacuten de producto

terminado

Figura 12 Tiempo simulado

Figura 13 Tiempo esperado

35 Experimentacioacuten

351 Caso 1

9

La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las

propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se

contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo

de ciclo de produccioacuten

Figura 14 Simulacioacuten del primer caso

352 Caso 2

El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible

para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto

dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno

Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso

10

4 Anaacutelisis de resultados

Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy

alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo

Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest

Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot

ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten

Figura 17 Anaacutelisis del primer caso

La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de

un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20

Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso

11

5 Discusioacuten y resultados

Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue

considerable en los dos experimentos descritos

Figura 19 Comparativo de escenarios simulados

En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable

del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es

completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots

En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar

todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo

estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos

de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria

eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema

6 Referencias

[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos

[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de

produccioacuten en configuracioacuten jobshop

1

1 INTRODUCCIOacuteN

En la era moderna la automatizacioacuten industrial deriva grandes ventajas competitivas La

sustitucioacuten de mano de obra humana por robots hace que los procesos se lleven a cabo de

forma mucho maacutes raacutepida y por supuesto mucho maacutes eficiente con menores iacutendices de

desperdicio y con la posibilidad de programar la produccioacuten de un determinado producto durante las 24 horas del diacutea los 7 diacuteas de la semana Esto implica nuevos retos o aacutereas de

oportunidad para la optimizacioacuten de dichos procesos robotizados

El Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo estaacute integrado

por una gran diversidad de equipos de calidad industrial y que a su vez son apropiados

para desarrollar trabajos de investigacioacuten Gracias al equipamiento de este laboratorio se pueden realizar pruebas experimentales en el aacuterea de Roboacutetica y Manufactura Avanzada

En este reporte se plantea la fabricacioacuten de una pieza prueba contando con el tiempo de

ciclo esperado entonces el propoacutesito es simular dicho proceso de produccioacuten y en primera

instancia comprobar los tiempos teoacutericos con los simulados asiacute como presentar como seriacutea la eficiencia esperada de la celda si dicha fuera implementada en procesos industriales

11 Manufactura automatizada

Los sistemas de manufactura automatizada emplean dispositivos de movimiento perpetuo

controlado para integrar piezas manufacturadas previamente yo sub-ensambladas en un

producto terminado o unidad de producto Para obtener un sistema general de ensamble

se pueden utilizar cierto numero de transferencias mecaacutenicas sistemas de alimentacioacuten maquinas especiales y robots

Algunas de sus aplicaciones maacutes comunes son los ensambles generales manejo de material

y transferencia de partes de ensamble Tambieacuten es altamente utilizada en ambientes

peligrosos para el personal como manejo de radiactivos sustancias toxicas o

contaminantes altas temperaturas y esfuerzos fiacutesicos extremos asiacute como centros de maquinado de carga y descarga pata un proceso de manufactura por ejemplo los centros

de maquinado secado a presioacuten empaque y maacutequinas de inyeccioacuten

12 Laboratorio de Manufactura Inteligente

El Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo estaacute integrado

por una gran diversidad de equipos de calidad industrial y que a su vez son apropiados para desarrollar trabajos de investigacioacuten Gracias al equipamiento de este laboratorio se

pueden realizar pruebas experimentales de los algoritmos desarrollados en el aacuterea de

manufactura del programa de Roboacutetica y Manufactura Avanzada de esta institucioacuten El

laboratorio cuenta con capacidad para implementar procesos reales de manufactura

desempentildeando tareas como maquinado soldadura manipulacioacuten y ensamble roboacuteticos

bandas transportadoras sistemas de inspeccioacuten visual captura de movimiento fresado y torneado por equipos de control numeacuterico

2 Definicioacuten del problema

En el Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo se

implementa una celda de manufactura automatizada disentildeada para la produccioacuten en serie

2

de un producto determinado se cuenta con robots equipados con diferentes herramentales

los cuales logran que la celda de manufactura sea altamente productiva

La Tabla 1 indica las tareas ejecutables de cada robot

Tabla 1 Disponibilidad de ejecucioacuten de tareas por tipo de robot

Funciones

Robot Ensamble Maquinado Manipulacioacuten Soldadura

KR16 X X X

KR16HW X X X

KR60 X X X

Dado que es una implementacioacuten prototipo antes de implementarlo en la industria es de

intereacutes conocer una serie de aspectos importantes para determinar si es conveniente o no

en cuestiones econoacutemicas dicha implementacioacuten Algunos puntos importantes a evaluar es

el tiempo de ciclo de produccioacuten de una pieza para asiacute comprobar que el tiempo de ciclo

estimado es el correcto asiacute como cual seraacute el tiempo total de produccioacuten Entonces

tenemos que se busca

Determinar el tiempo de ciclo del proceso

Encontrar el tiempo necesario para la produccioacuten de alguacuten volumen especifico de piezas

Determinar si es necesario o no la utilizacioacuten de un nuevo equipo (robot) en la celda

21 Producto prueba

Los elementos ilustrados en la Figura 1 componen el producto que pueden ser

manufacturado por el sistema mencionado Dicho producto se compone de cuatro

elementos una base para ensamble mecaacutenico y tres materiales para ensamble con diferentes contornos (cuadrado hexaacutegono y octaacutegono) El producto contempla en su

secuencia de produccioacuten o tareas efectuadas el moacutedulo de soldadura

Figura 1 Producto prueba

22 Recopilacioacuten de datos

La fabricacioacuten del producto prueba consta de operaciones especificas mostradas en la

Figura 2 asiacute como su tiempo recabado de operacioacuten Dichos tiempos en el modelo se

consideran constantes ya que los robots pueden producir de forma continua sin retrasos

Se asume en la simulacioacuten produccioacuten normal es decir sin existencia de paros por

mantenimiento o fallas de maquinaria

3

Figura 2 Tiempo promedio por tarea

3 Modelado por simulacioacuten

31 Formulacioacuten del modelo conceptual

En las Figuras 3 y 4 se plasma el proceso de fabricacioacuten del producto representaacutendose la

secuencia de actividades asiacute como las entradas y salidas del proceso

4

Figura 3 Modelo conceptual

Figura 4 Diagrama a detalle

32 Construccioacuten del modelo de simulacioacuten

321 Poblacioacuten fuente

El primer paso para la simulacion de este sistema fue la creacioacuten de las piezas Dicho

proceso se logra mediante el menuacute Model 1048576 Build 1048576 PartClass 1048576 Create

5

Figura 5 Creacioacuten de piezas

322 Creacioacuten de maquinas

Despueacutes de esto seraacuten creadas las maacutequinas Dicho proceso se logra mediante Model 1048576

Build 1048576 ElementClass 1048576Machine 1048576 NewMachine

Figura 6 Creacioacuten de maacutequinas

323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos

Para cada maacutequina se crea un proceso el cual ejecuta un tiempo constante por cada

operacioacuten pero un punto importante es que en especial el robot 2 KUKA ENSAMBLADOR

necesita recibir la cantidad de una pieza por cada pieza creada es decir Placa P1 P2 y P3 para su ensamblado Para ello modificaremos la loacutegica del proceso de esta maacutequina en

especiacutefico como se muestra

6

Model1048576Build1048576Modify1048576Machine(KUKAensamblador)1048576Logics1048576ProcessLogic1048576CyclicProcess

Figura 7 Menuacute principal de una maacutequina

Figura 8 Modificacioacuten de loacutegica predeterminada

3231 Establecimientos de paraacutemetros

Se modifican las entradas y las salidas ya que despueacutes de que el proceso de ensamblado

se cumple el subproducto es una pieza (Placa) en el mencionado robot 2 KUKA

ENSAMBLADOR mediante Model 1048576 process 1048576 Part Requeriments y Model 1048576 process 1048576

Products

Figura 9 Establecimientos de partes requeridas y de subproductos obtenidos

7

Se crean diferentes procesos para cada robot los cuales cuentan con distintos tiempos de

operacioacuten de la misma forma que los pasos previos

33 Verificacioacuten del modelo

Como se mencionoacute anteriormente para identificar fallos del sistema se realizan corridas

prueba De esta manera se encuentra como es mostrado en la Figura 10 Se identifica el

flujo incorrecto de piezas sobre el proceso debido a que no se teniacutea especificado como un proceso ciacuteclico

Figura 10 Corrida 1 identificacioacuten de error en el modelo

Se soluciona esto como se muestra en la Figura 11 el elemento final (buffer) cuenta con productos terminados lo que representa que el modelo se manifiesta de manera adecuada

Figura 11 Corrida correcta

8

34 Validacioacuten del modelo

Para validar los resultados obtenidos un anaacutelisis realizado anteriormente por parte del

CINVESTAV Unidad Saltillo mostraba (ver Figura 12) que el proceso tarda en finalizar un producto terminado en 615 segundos El tiempo simulado fue de 641 segundos

Existe diferencia en ambos resultados pero esto es justificado dado que se despreciaron

los tiempos de traslado de las bandas transportadora final al almaceacuten de producto

terminado

Figura 12 Tiempo simulado

Figura 13 Tiempo esperado

35 Experimentacioacuten

351 Caso 1

9

La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las

propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se

contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo

de ciclo de produccioacuten

Figura 14 Simulacioacuten del primer caso

352 Caso 2

El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible

para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto

dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno

Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso

10

4 Anaacutelisis de resultados

Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy

alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo

Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest

Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot

ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten

Figura 17 Anaacutelisis del primer caso

La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de

un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20

Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso

11

5 Discusioacuten y resultados

Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue

considerable en los dos experimentos descritos

Figura 19 Comparativo de escenarios simulados

En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable

del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es

completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots

En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar

todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo

estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos

de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria

eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema

6 Referencias

[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos

[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de

produccioacuten en configuracioacuten jobshop

2

de un producto determinado se cuenta con robots equipados con diferentes herramentales

los cuales logran que la celda de manufactura sea altamente productiva

La Tabla 1 indica las tareas ejecutables de cada robot

Tabla 1 Disponibilidad de ejecucioacuten de tareas por tipo de robot

Funciones

Robot Ensamble Maquinado Manipulacioacuten Soldadura

KR16 X X X

KR16HW X X X

KR60 X X X

Dado que es una implementacioacuten prototipo antes de implementarlo en la industria es de

intereacutes conocer una serie de aspectos importantes para determinar si es conveniente o no

en cuestiones econoacutemicas dicha implementacioacuten Algunos puntos importantes a evaluar es

el tiempo de ciclo de produccioacuten de una pieza para asiacute comprobar que el tiempo de ciclo

estimado es el correcto asiacute como cual seraacute el tiempo total de produccioacuten Entonces

tenemos que se busca

Determinar el tiempo de ciclo del proceso

Encontrar el tiempo necesario para la produccioacuten de alguacuten volumen especifico de piezas

Determinar si es necesario o no la utilizacioacuten de un nuevo equipo (robot) en la celda

21 Producto prueba

Los elementos ilustrados en la Figura 1 componen el producto que pueden ser

manufacturado por el sistema mencionado Dicho producto se compone de cuatro

elementos una base para ensamble mecaacutenico y tres materiales para ensamble con diferentes contornos (cuadrado hexaacutegono y octaacutegono) El producto contempla en su

secuencia de produccioacuten o tareas efectuadas el moacutedulo de soldadura

Figura 1 Producto prueba

22 Recopilacioacuten de datos

La fabricacioacuten del producto prueba consta de operaciones especificas mostradas en la

Figura 2 asiacute como su tiempo recabado de operacioacuten Dichos tiempos en el modelo se

consideran constantes ya que los robots pueden producir de forma continua sin retrasos

Se asume en la simulacioacuten produccioacuten normal es decir sin existencia de paros por

mantenimiento o fallas de maquinaria

3

Figura 2 Tiempo promedio por tarea

3 Modelado por simulacioacuten

31 Formulacioacuten del modelo conceptual

En las Figuras 3 y 4 se plasma el proceso de fabricacioacuten del producto representaacutendose la

secuencia de actividades asiacute como las entradas y salidas del proceso

4

Figura 3 Modelo conceptual

Figura 4 Diagrama a detalle

32 Construccioacuten del modelo de simulacioacuten

321 Poblacioacuten fuente

El primer paso para la simulacion de este sistema fue la creacioacuten de las piezas Dicho

proceso se logra mediante el menuacute Model 1048576 Build 1048576 PartClass 1048576 Create

5

Figura 5 Creacioacuten de piezas

322 Creacioacuten de maquinas

Despueacutes de esto seraacuten creadas las maacutequinas Dicho proceso se logra mediante Model 1048576

Build 1048576 ElementClass 1048576Machine 1048576 NewMachine

Figura 6 Creacioacuten de maacutequinas

323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos

Para cada maacutequina se crea un proceso el cual ejecuta un tiempo constante por cada

operacioacuten pero un punto importante es que en especial el robot 2 KUKA ENSAMBLADOR

necesita recibir la cantidad de una pieza por cada pieza creada es decir Placa P1 P2 y P3 para su ensamblado Para ello modificaremos la loacutegica del proceso de esta maacutequina en

especiacutefico como se muestra

6

Model1048576Build1048576Modify1048576Machine(KUKAensamblador)1048576Logics1048576ProcessLogic1048576CyclicProcess

Figura 7 Menuacute principal de una maacutequina

Figura 8 Modificacioacuten de loacutegica predeterminada

3231 Establecimientos de paraacutemetros

Se modifican las entradas y las salidas ya que despueacutes de que el proceso de ensamblado

se cumple el subproducto es una pieza (Placa) en el mencionado robot 2 KUKA

ENSAMBLADOR mediante Model 1048576 process 1048576 Part Requeriments y Model 1048576 process 1048576

Products

Figura 9 Establecimientos de partes requeridas y de subproductos obtenidos

7

Se crean diferentes procesos para cada robot los cuales cuentan con distintos tiempos de

operacioacuten de la misma forma que los pasos previos

33 Verificacioacuten del modelo

Como se mencionoacute anteriormente para identificar fallos del sistema se realizan corridas

prueba De esta manera se encuentra como es mostrado en la Figura 10 Se identifica el

flujo incorrecto de piezas sobre el proceso debido a que no se teniacutea especificado como un proceso ciacuteclico

Figura 10 Corrida 1 identificacioacuten de error en el modelo

Se soluciona esto como se muestra en la Figura 11 el elemento final (buffer) cuenta con productos terminados lo que representa que el modelo se manifiesta de manera adecuada

Figura 11 Corrida correcta

8

34 Validacioacuten del modelo

Para validar los resultados obtenidos un anaacutelisis realizado anteriormente por parte del

CINVESTAV Unidad Saltillo mostraba (ver Figura 12) que el proceso tarda en finalizar un producto terminado en 615 segundos El tiempo simulado fue de 641 segundos

Existe diferencia en ambos resultados pero esto es justificado dado que se despreciaron

los tiempos de traslado de las bandas transportadora final al almaceacuten de producto

terminado

Figura 12 Tiempo simulado

Figura 13 Tiempo esperado

35 Experimentacioacuten

351 Caso 1

9

La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las

propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se

contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo

de ciclo de produccioacuten

Figura 14 Simulacioacuten del primer caso

352 Caso 2

El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible

para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto

dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno

Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso

10

4 Anaacutelisis de resultados

Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy

alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo

Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest

Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot

ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten

Figura 17 Anaacutelisis del primer caso

La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de

un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20

Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso

11

5 Discusioacuten y resultados

Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue

considerable en los dos experimentos descritos

Figura 19 Comparativo de escenarios simulados

En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable

del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es

completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots

En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar

todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo

estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos

de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria

eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema

6 Referencias

[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos

[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de

produccioacuten en configuracioacuten jobshop

3

Figura 2 Tiempo promedio por tarea

3 Modelado por simulacioacuten

31 Formulacioacuten del modelo conceptual

En las Figuras 3 y 4 se plasma el proceso de fabricacioacuten del producto representaacutendose la

secuencia de actividades asiacute como las entradas y salidas del proceso

4

Figura 3 Modelo conceptual

Figura 4 Diagrama a detalle

32 Construccioacuten del modelo de simulacioacuten

321 Poblacioacuten fuente

El primer paso para la simulacion de este sistema fue la creacioacuten de las piezas Dicho

proceso se logra mediante el menuacute Model 1048576 Build 1048576 PartClass 1048576 Create

5

Figura 5 Creacioacuten de piezas

322 Creacioacuten de maquinas

Despueacutes de esto seraacuten creadas las maacutequinas Dicho proceso se logra mediante Model 1048576

Build 1048576 ElementClass 1048576Machine 1048576 NewMachine

Figura 6 Creacioacuten de maacutequinas

323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos

Para cada maacutequina se crea un proceso el cual ejecuta un tiempo constante por cada

operacioacuten pero un punto importante es que en especial el robot 2 KUKA ENSAMBLADOR

necesita recibir la cantidad de una pieza por cada pieza creada es decir Placa P1 P2 y P3 para su ensamblado Para ello modificaremos la loacutegica del proceso de esta maacutequina en

especiacutefico como se muestra

6

Model1048576Build1048576Modify1048576Machine(KUKAensamblador)1048576Logics1048576ProcessLogic1048576CyclicProcess

Figura 7 Menuacute principal de una maacutequina

Figura 8 Modificacioacuten de loacutegica predeterminada

3231 Establecimientos de paraacutemetros

Se modifican las entradas y las salidas ya que despueacutes de que el proceso de ensamblado

se cumple el subproducto es una pieza (Placa) en el mencionado robot 2 KUKA

ENSAMBLADOR mediante Model 1048576 process 1048576 Part Requeriments y Model 1048576 process 1048576

Products

Figura 9 Establecimientos de partes requeridas y de subproductos obtenidos

7

Se crean diferentes procesos para cada robot los cuales cuentan con distintos tiempos de

operacioacuten de la misma forma que los pasos previos

33 Verificacioacuten del modelo

Como se mencionoacute anteriormente para identificar fallos del sistema se realizan corridas

prueba De esta manera se encuentra como es mostrado en la Figura 10 Se identifica el

flujo incorrecto de piezas sobre el proceso debido a que no se teniacutea especificado como un proceso ciacuteclico

Figura 10 Corrida 1 identificacioacuten de error en el modelo

Se soluciona esto como se muestra en la Figura 11 el elemento final (buffer) cuenta con productos terminados lo que representa que el modelo se manifiesta de manera adecuada

Figura 11 Corrida correcta

8

34 Validacioacuten del modelo

Para validar los resultados obtenidos un anaacutelisis realizado anteriormente por parte del

CINVESTAV Unidad Saltillo mostraba (ver Figura 12) que el proceso tarda en finalizar un producto terminado en 615 segundos El tiempo simulado fue de 641 segundos

Existe diferencia en ambos resultados pero esto es justificado dado que se despreciaron

los tiempos de traslado de las bandas transportadora final al almaceacuten de producto

terminado

Figura 12 Tiempo simulado

Figura 13 Tiempo esperado

35 Experimentacioacuten

351 Caso 1

9

La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las

propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se

contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo

de ciclo de produccioacuten

Figura 14 Simulacioacuten del primer caso

352 Caso 2

El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible

para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto

dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno

Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso

10

4 Anaacutelisis de resultados

Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy

alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo

Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest

Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot

ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten

Figura 17 Anaacutelisis del primer caso

La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de

un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20

Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso

11

5 Discusioacuten y resultados

Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue

considerable en los dos experimentos descritos

Figura 19 Comparativo de escenarios simulados

En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable

del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es

completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots

En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar

todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo

estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos

de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria

eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema

6 Referencias

[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos

[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de

produccioacuten en configuracioacuten jobshop

4

Figura 3 Modelo conceptual

Figura 4 Diagrama a detalle

32 Construccioacuten del modelo de simulacioacuten

321 Poblacioacuten fuente

El primer paso para la simulacion de este sistema fue la creacioacuten de las piezas Dicho

proceso se logra mediante el menuacute Model 1048576 Build 1048576 PartClass 1048576 Create

5

Figura 5 Creacioacuten de piezas

322 Creacioacuten de maquinas

Despueacutes de esto seraacuten creadas las maacutequinas Dicho proceso se logra mediante Model 1048576

Build 1048576 ElementClass 1048576Machine 1048576 NewMachine

Figura 6 Creacioacuten de maacutequinas

323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos

Para cada maacutequina se crea un proceso el cual ejecuta un tiempo constante por cada

operacioacuten pero un punto importante es que en especial el robot 2 KUKA ENSAMBLADOR

necesita recibir la cantidad de una pieza por cada pieza creada es decir Placa P1 P2 y P3 para su ensamblado Para ello modificaremos la loacutegica del proceso de esta maacutequina en

especiacutefico como se muestra

6

Model1048576Build1048576Modify1048576Machine(KUKAensamblador)1048576Logics1048576ProcessLogic1048576CyclicProcess

Figura 7 Menuacute principal de una maacutequina

Figura 8 Modificacioacuten de loacutegica predeterminada

3231 Establecimientos de paraacutemetros

Se modifican las entradas y las salidas ya que despueacutes de que el proceso de ensamblado

se cumple el subproducto es una pieza (Placa) en el mencionado robot 2 KUKA

ENSAMBLADOR mediante Model 1048576 process 1048576 Part Requeriments y Model 1048576 process 1048576

Products

Figura 9 Establecimientos de partes requeridas y de subproductos obtenidos

7

Se crean diferentes procesos para cada robot los cuales cuentan con distintos tiempos de

operacioacuten de la misma forma que los pasos previos

33 Verificacioacuten del modelo

Como se mencionoacute anteriormente para identificar fallos del sistema se realizan corridas

prueba De esta manera se encuentra como es mostrado en la Figura 10 Se identifica el

flujo incorrecto de piezas sobre el proceso debido a que no se teniacutea especificado como un proceso ciacuteclico

Figura 10 Corrida 1 identificacioacuten de error en el modelo

Se soluciona esto como se muestra en la Figura 11 el elemento final (buffer) cuenta con productos terminados lo que representa que el modelo se manifiesta de manera adecuada

Figura 11 Corrida correcta

8

34 Validacioacuten del modelo

Para validar los resultados obtenidos un anaacutelisis realizado anteriormente por parte del

CINVESTAV Unidad Saltillo mostraba (ver Figura 12) que el proceso tarda en finalizar un producto terminado en 615 segundos El tiempo simulado fue de 641 segundos

Existe diferencia en ambos resultados pero esto es justificado dado que se despreciaron

los tiempos de traslado de las bandas transportadora final al almaceacuten de producto

terminado

Figura 12 Tiempo simulado

Figura 13 Tiempo esperado

35 Experimentacioacuten

351 Caso 1

9

La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las

propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se

contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo

de ciclo de produccioacuten

Figura 14 Simulacioacuten del primer caso

352 Caso 2

El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible

para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto

dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno

Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso

10

4 Anaacutelisis de resultados

Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy

alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo

Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest

Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot

ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten

Figura 17 Anaacutelisis del primer caso

La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de

un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20

Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso

11

5 Discusioacuten y resultados

Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue

considerable en los dos experimentos descritos

Figura 19 Comparativo de escenarios simulados

En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable

del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es

completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots

En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar

todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo

estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos

de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria

eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema

6 Referencias

[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos

[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de

produccioacuten en configuracioacuten jobshop

5

Figura 5 Creacioacuten de piezas

322 Creacioacuten de maquinas

Despueacutes de esto seraacuten creadas las maacutequinas Dicho proceso se logra mediante Model 1048576

Build 1048576 ElementClass 1048576Machine 1048576 NewMachine

Figura 6 Creacioacuten de maacutequinas

323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos

Para cada maacutequina se crea un proceso el cual ejecuta un tiempo constante por cada

operacioacuten pero un punto importante es que en especial el robot 2 KUKA ENSAMBLADOR

necesita recibir la cantidad de una pieza por cada pieza creada es decir Placa P1 P2 y P3 para su ensamblado Para ello modificaremos la loacutegica del proceso de esta maacutequina en

especiacutefico como se muestra

6

Model1048576Build1048576Modify1048576Machine(KUKAensamblador)1048576Logics1048576ProcessLogic1048576CyclicProcess

Figura 7 Menuacute principal de una maacutequina

Figura 8 Modificacioacuten de loacutegica predeterminada

3231 Establecimientos de paraacutemetros

Se modifican las entradas y las salidas ya que despueacutes de que el proceso de ensamblado

se cumple el subproducto es una pieza (Placa) en el mencionado robot 2 KUKA

ENSAMBLADOR mediante Model 1048576 process 1048576 Part Requeriments y Model 1048576 process 1048576

Products

Figura 9 Establecimientos de partes requeridas y de subproductos obtenidos

7

Se crean diferentes procesos para cada robot los cuales cuentan con distintos tiempos de

operacioacuten de la misma forma que los pasos previos

33 Verificacioacuten del modelo

Como se mencionoacute anteriormente para identificar fallos del sistema se realizan corridas

prueba De esta manera se encuentra como es mostrado en la Figura 10 Se identifica el

flujo incorrecto de piezas sobre el proceso debido a que no se teniacutea especificado como un proceso ciacuteclico

Figura 10 Corrida 1 identificacioacuten de error en el modelo

Se soluciona esto como se muestra en la Figura 11 el elemento final (buffer) cuenta con productos terminados lo que representa que el modelo se manifiesta de manera adecuada

Figura 11 Corrida correcta

8

34 Validacioacuten del modelo

Para validar los resultados obtenidos un anaacutelisis realizado anteriormente por parte del

CINVESTAV Unidad Saltillo mostraba (ver Figura 12) que el proceso tarda en finalizar un producto terminado en 615 segundos El tiempo simulado fue de 641 segundos

Existe diferencia en ambos resultados pero esto es justificado dado que se despreciaron

los tiempos de traslado de las bandas transportadora final al almaceacuten de producto

terminado

Figura 12 Tiempo simulado

Figura 13 Tiempo esperado

35 Experimentacioacuten

351 Caso 1

9

La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las

propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se

contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo

de ciclo de produccioacuten

Figura 14 Simulacioacuten del primer caso

352 Caso 2

El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible

para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto

dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno

Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso

10

4 Anaacutelisis de resultados

Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy

alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo

Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest

Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot

ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten

Figura 17 Anaacutelisis del primer caso

La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de

un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20

Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso

11

5 Discusioacuten y resultados

Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue

considerable en los dos experimentos descritos

Figura 19 Comparativo de escenarios simulados

En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable

del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es

completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots

En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar

todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo

estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos

de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria

eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema

6 Referencias

[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos

[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de

produccioacuten en configuracioacuten jobshop

6

Model1048576Build1048576Modify1048576Machine(KUKAensamblador)1048576Logics1048576ProcessLogic1048576CyclicProcess

Figura 7 Menuacute principal de una maacutequina

Figura 8 Modificacioacuten de loacutegica predeterminada

3231 Establecimientos de paraacutemetros

Se modifican las entradas y las salidas ya que despueacutes de que el proceso de ensamblado

se cumple el subproducto es una pieza (Placa) en el mencionado robot 2 KUKA

ENSAMBLADOR mediante Model 1048576 process 1048576 Part Requeriments y Model 1048576 process 1048576

Products

Figura 9 Establecimientos de partes requeridas y de subproductos obtenidos

7

Se crean diferentes procesos para cada robot los cuales cuentan con distintos tiempos de

operacioacuten de la misma forma que los pasos previos

33 Verificacioacuten del modelo

Como se mencionoacute anteriormente para identificar fallos del sistema se realizan corridas

prueba De esta manera se encuentra como es mostrado en la Figura 10 Se identifica el

flujo incorrecto de piezas sobre el proceso debido a que no se teniacutea especificado como un proceso ciacuteclico

Figura 10 Corrida 1 identificacioacuten de error en el modelo

Se soluciona esto como se muestra en la Figura 11 el elemento final (buffer) cuenta con productos terminados lo que representa que el modelo se manifiesta de manera adecuada

Figura 11 Corrida correcta

8

34 Validacioacuten del modelo

Para validar los resultados obtenidos un anaacutelisis realizado anteriormente por parte del

CINVESTAV Unidad Saltillo mostraba (ver Figura 12) que el proceso tarda en finalizar un producto terminado en 615 segundos El tiempo simulado fue de 641 segundos

Existe diferencia en ambos resultados pero esto es justificado dado que se despreciaron

los tiempos de traslado de las bandas transportadora final al almaceacuten de producto

terminado

Figura 12 Tiempo simulado

Figura 13 Tiempo esperado

35 Experimentacioacuten

351 Caso 1

9

La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las

propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se

contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo

de ciclo de produccioacuten

Figura 14 Simulacioacuten del primer caso

352 Caso 2

El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible

para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto

dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno

Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso

10

4 Anaacutelisis de resultados

Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy

alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo

Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest

Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot

ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten

Figura 17 Anaacutelisis del primer caso

La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de

un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20

Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso

11

5 Discusioacuten y resultados

Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue

considerable en los dos experimentos descritos

Figura 19 Comparativo de escenarios simulados

En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable

del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es

completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots

En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar

todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo

estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos

de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria

eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema

6 Referencias

[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos

[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de

produccioacuten en configuracioacuten jobshop

7

Se crean diferentes procesos para cada robot los cuales cuentan con distintos tiempos de

operacioacuten de la misma forma que los pasos previos

33 Verificacioacuten del modelo

Como se mencionoacute anteriormente para identificar fallos del sistema se realizan corridas

prueba De esta manera se encuentra como es mostrado en la Figura 10 Se identifica el

flujo incorrecto de piezas sobre el proceso debido a que no se teniacutea especificado como un proceso ciacuteclico

Figura 10 Corrida 1 identificacioacuten de error en el modelo

Se soluciona esto como se muestra en la Figura 11 el elemento final (buffer) cuenta con productos terminados lo que representa que el modelo se manifiesta de manera adecuada

Figura 11 Corrida correcta

8

34 Validacioacuten del modelo

Para validar los resultados obtenidos un anaacutelisis realizado anteriormente por parte del

CINVESTAV Unidad Saltillo mostraba (ver Figura 12) que el proceso tarda en finalizar un producto terminado en 615 segundos El tiempo simulado fue de 641 segundos

Existe diferencia en ambos resultados pero esto es justificado dado que se despreciaron

los tiempos de traslado de las bandas transportadora final al almaceacuten de producto

terminado

Figura 12 Tiempo simulado

Figura 13 Tiempo esperado

35 Experimentacioacuten

351 Caso 1

9

La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las

propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se

contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo

de ciclo de produccioacuten

Figura 14 Simulacioacuten del primer caso

352 Caso 2

El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible

para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto

dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno

Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso

10

4 Anaacutelisis de resultados

Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy

alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo

Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest

Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot

ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten

Figura 17 Anaacutelisis del primer caso

La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de

un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20

Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso

11

5 Discusioacuten y resultados

Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue

considerable en los dos experimentos descritos

Figura 19 Comparativo de escenarios simulados

En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable

del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es

completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots

En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar

todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo

estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos

de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria

eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema

6 Referencias

[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos

[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de

produccioacuten en configuracioacuten jobshop

8

34 Validacioacuten del modelo

Para validar los resultados obtenidos un anaacutelisis realizado anteriormente por parte del

CINVESTAV Unidad Saltillo mostraba (ver Figura 12) que el proceso tarda en finalizar un producto terminado en 615 segundos El tiempo simulado fue de 641 segundos

Existe diferencia en ambos resultados pero esto es justificado dado que se despreciaron

los tiempos de traslado de las bandas transportadora final al almaceacuten de producto

terminado

Figura 12 Tiempo simulado

Figura 13 Tiempo esperado

35 Experimentacioacuten

351 Caso 1

9

La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las

propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se

contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo

de ciclo de produccioacuten

Figura 14 Simulacioacuten del primer caso

352 Caso 2

El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible

para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto

dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno

Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso

10

4 Anaacutelisis de resultados

Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy

alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo

Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest

Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot

ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten

Figura 17 Anaacutelisis del primer caso

La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de

un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20

Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso

11

5 Discusioacuten y resultados

Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue

considerable en los dos experimentos descritos

Figura 19 Comparativo de escenarios simulados

En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable

del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es

completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots

En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar

todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo

estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos

de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria

eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema

6 Referencias

[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos

[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de

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9

La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las

propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se

contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo

de ciclo de produccioacuten

Figura 14 Simulacioacuten del primer caso

352 Caso 2

El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible

para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto

dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno

Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso

10

4 Anaacutelisis de resultados

Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy

alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo

Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest

Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot

ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten

Figura 17 Anaacutelisis del primer caso

La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de

un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20

Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso

11

5 Discusioacuten y resultados

Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue

considerable en los dos experimentos descritos

Figura 19 Comparativo de escenarios simulados

En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable

del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es

completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots

En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar

todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo

estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos

de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria

eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema

6 Referencias

[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos

[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de

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10

4 Anaacutelisis de resultados

Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy

alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo

Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest

Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot

ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten

Figura 17 Anaacutelisis del primer caso

La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de

un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20

Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso

11

5 Discusioacuten y resultados

Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue

considerable en los dos experimentos descritos

Figura 19 Comparativo de escenarios simulados

En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable

del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es

completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots

En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar

todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo

estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos

de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria

eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema

6 Referencias

[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos

[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de

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11

5 Discusioacuten y resultados

Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue

considerable en los dos experimentos descritos

Figura 19 Comparativo de escenarios simulados

En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable

del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es

completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots

En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar

todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo

estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos

de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria

eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema

6 Referencias

[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos

[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de

produccioacuten en configuracioacuten jobshop