Introducción a CIM y tecnologías de producción

Introducción a CIM y tecnologías de producción

INDICE • Introducción a los procesos productivos • Consideraciones iniciales • Concepto • Rentabilidad • Normalización • Nuevas tecnologías

Clientes Proceso Productivo Proveedores Gestión de la cadena logística Logística de aprovisionamientos Gestión de la Producción Logística de distribución • Flujo de materiales • Flujo de información • Flujo de recursos productivos • Heterogéneo • Intervienen varios agentes • Distribuido geográficamente

Procesos Productivos Los tipos de productos condicionan el proceso productivo • Continuos (plásticos, etc.) • Discretos (coches, etc.) • Semicontinuo (acero, etc.) El estado del sistema varia de forma continua o discreta con el tiempo

Uso Reciclado Ciclo de Vida del Producto Planificación de Procesos Planificación de la Producción Fabricación Diseño Tiempo de vida del producto Proceso de decisión secuencial/integrado

Ciclo de Vida del Producto Ventas Introducción Crecimiento Madurez Decadencia Tiempo

Evolución de los sistemas de fabricación Tendencias del Mercado Pocos productos Ciclos de vida alto Competencia nacional Variedad de productos Ciclos de vida corto Competencia internacional 1970 1980 1990 2000 1960 Eficiencia + Calidad + Flexibilidad Eficiencia + Calidad Eficiencia Tendencias del Fabricante

Productividad Sistemas de Fabricación Flexible Productividad versus Flexibilidad VARIEDAD DE PRODUCTOS Sistemas tipo Taller Flexibilidad Líneas Transfer VOLUMEN DE PRODUCCIÓN

Productividad versus Flexibilidad

Sistemas de Fabricación Flexible: descripción Máquinas Sistema Automatizado de Manejo de Materiales Sistema de Control por Computador Inventario en Proceso

Descripción de SFF: máquinas • Características: • Intercambiador de herramientas  versatilidad de operación • Rapidez en intercambios de herramientas  tiempos de puesta a punto bajos

Flexibilidad de un sistema de fabricación “Capacidad del sistema de fabricación para responder a cambios” • Flexibilidad de Productos • Flexibilidad de Procesos • Flexibilidad de Operación Flexibilidad de Máquinas Flexibilidad de Producción Flexibilidad de Rutas • Flexibilidad de Volumen • Flexibilidad de Expansión

Sistemas de Fabricación Flexible Tipos de Sistemas de Fabricación Flexible FLEXIBILIDAD Células de Fabricación Flexible Fabricación Celular Alta Líneas de Fabricación y Montaje Media Líneas de Fabricación Flexible Baja Bajo Medio Alto VOLUMEN

Sistemas de Fabricación Flexible Grados de libertad • Versatilidad de las máquinas • Capacidad de procesado de una variedad de productos • Rutas alternativas de procesado ¡Depende de la Gestión! • Tiempos de preparación de máquinas bajos  Lotes pequeños • Inventario en proceso bajo  Tasa de producción alta • Mayor utilización de las máquinas • Mayor flexibilidad Ventajas potenciales

RESULTADOS OPERATIVOS Enfoque Jerárquico de Gestión • DISEÑO • Viabilidad técnica • Criterios económicos Estratégico PREVISIÓN A LARGO PLAZO PLANIFICACIÓN ESTRATÉGICA • PLANIFICACIÓN • Selección de ítems • Carga de máquinas PREVISIÓN A MEDIO PLAZO PLANIFICACIÓN TÁCTICA Táctico • CONTROL • Entrada de piezas • Selección de rutas Operacional ESTADO DEL SISTEMA PROGRAMACIÓN OPERATIVA

Planificación Táctica Requerimientos de producción ÍTEMS SELECCIÓN • SELECCIÓN DE: • Ítems • Cantidades Recursos productivos MÁQUINAS CARGA • ASIGNACIÓN DE: • Operaciones • Herramientas HERRAMIENTAS

Planificación de la producción: horizonte de planificación Requerimientos y recursos de producción Requerimientos y recursos de producción Operación del taller Horizonte de planificación Seleccionar ítems y cargar máquinas Seleccionar ítems y cargar máquinas

Consideraciones Iniciales Posibilidad de aumentar el número de productos fabricados Competencia Internacional Aumento de capacidad de producción y flexibilidad Muchos productos diferentes con bajo coste, usando mismas instalaciones CIM Mayor rentabilidad

Situación pasada Situación actual Tendencia Utilización de ordenadores de gran capacidad y velocidad para el control de la producción Sistemas de fabricación automatizados Maquinas herramientas con control numérico Robots industriales Sistemas de transporte Integración de mecanización, flujo de materiales y flujo de información Mejora de técnicas de producción- Sistemas de planificación y control- Aplicación de automatización a ámbitos parciales- Islas tecnológicas- Consideraciones Iniciales

Concepto • CIM es un planteamiento a futuro con el objeto de crear o ampliar los actuales sistemas de automatización de la producción • Define la futura estructura de automatización de la producción a partir de datos de producción comunes y homogéneos • Exige la comunicación entre los diferentes sistemas de automatización – Máquinas de control numéricos, autómatas programables, ordenadores con sistemas de gestión de datos, redes de comunicación, sistemas de disño software…., garantizando un flujo continuo y adecuado de información • Se trata pues de un enfoque estratégico para garantizar los objetivos de mejora de la empresa y su adecuación continua al mercado

ASRS Sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación. Colocación y retirada automática de componentes y productos en almacén. AGV CAD Vehículos guiados dinámicamente Diseño asistido por computador Flujo materiales. Sistemas de control de procesos. Sensores. Dispositivos analógicos de lectura. RFID (radiofrecuencia). CAM Fabricación asistida por computador ERP Enterprise Resource Planning FMS CAQ Sistemas de fabricación flexible Calidad asistida por computador PPC Control de producción Montaje flexible Concepto Realidad virtual y Realidad aumentada Internet PDM CAP Gestión de datos de productos Planificación asistida por computador CRM CAE Gestión de relaciones con clientes Ingeniería asistida por computador

Sistemas CAD (Computer-Aided Design) • Crear o redefinir imágenes de piezas o circuitos integrados • - Sistemas mecánicos en 2D o 3D • - Sistemas electrónicos • - Arquitectura, Ingeniería y Construcción • Sistemas CAE (Computer-Aided Engineering) • Análisis del diseño mediante simulación • - Análisis de Elementos Finitos • - Programas Cinemáticos Avanzados • Sistemas CAPP (Computer-Aided Process Planning) • Sistemas expertos para generar el plan de fabricación • Tecnología de Grupos • Agrupar piezas en familias para reducir tiempos de preparación

Concepto SectorCompetenciaEmpresaTendenciasRiesgosTecnologíasLegislaciónSituación política Proyecto a largo plazo Estructuras técnicas y organizativas Dependen del ámbito de la dirección de la empresa Fuerte inversión de capital

OBJETIVOS Técnicos y económicos FACTORESINTERNOS FACTORES EXTERNOSMERCADO Nivel de formaciónPersonalCapacidad económicaHistorial informáticoMaquinariaTecnologíaEstructura de producciónOrganización de la empresaTamaño de la empresaEstructura de clientesSector Mejor calidadReducción de la redundancia de datosLanzamiento rápido de productosFlexibilidadReducción costes de fabricaciónReducción de inmovilizadosIncremento de productividad Productos específicos por clientesProductos complejosPrecios bajosAlta calidad de productosPlazos de entrega brevesCumplimiento de plazos Factores que influyen en el concepto CIM específico de cada empresa

Rentabilidad? Aspectos cuantificables Ciclos mas breves de producciónMenor inmovilizado de capitalMayor calidad (menor tasa de rechazo, menor necesidad de trabajos de repaso)Mayor capacidad de carga de máquinas, lo que se traduce en menor número de máquinasMenor número de personal especializado Aspectos no cuantificables Reacción rápida a las variaciones del mercadoMayor flexibilidad ante la modificación de pedidosMejora en el cumplimiento de plazosInformación actualizada y menor redundanciaMejora de la imagenMejora de la cualificación de personalAumento de la motivación de los empleados

Rentabilidad? Rentabilidad, Utilidad CIM Sistema encadenados Máquinas singulares Tiempo Coste de puesta en marcha

Normalización Ventajas Costes aceptables – Competencia- Mayor número de proveedores Tiempos de planificación y puesta en marcha breves- Conocimiento de estándares de comunicación, interfaces, etc.. Intercambio o complemento sencillo de componentes de diversos fabricantes – Mejor servicio por parte de proveedores- Menor riesgo en la inversión

Normalización- Protocolos MAP: La actuación de General Motors ha otorgado al Protocolo de Automatización de Producción (Manufacturing Automation Protocol) una gran importancia en los intentos de normalización de los ultimos años. Se basa en el modelo de referencia OSI. En los múltimos años, en un intento por superar las carencias de MAP, especialmente en cuanto a transmisión en tiempo-real (soporta bien la transmisión de archivos), se ha desarrollando EPA (Enhanced Protocol Architecture). Normalización

Normalización- Protocolos STEP: El proceso de desarrollo de producto se caracteriza por la propia complejidad de los productos, la diversidad de personas que intervienen y el uso de diferentes aplicaciones informáticas. Estas características son requerimientos para el proceso de gestión de información sobre el producto, para el intercambio intensivo de datos y para compartir información. La gestión e intercambio de información sobre el producto se puede conseguir con el uso del estándar de intercambio de datos de producto STEP (STandard for the Exchange of Product model data) (ISO 10303-11: 1994 (E)) que, por un lado, proporciona métodos para el desarrollo de descripciones de datos de producto y métodos para el intercambio de datos e información, y por otro lado proporciona estándares para el intercambio de datos en distintas aplicaciones. Normalización

Normalización- Protocolos STEP: Utilizando STEP, los ingenieros de Ford están acoplando diseños procedentes de tres continentes. Los ingenieros de Inglaterra ahora transmiten electrónicamente dibujos detallados en 3-D a los diseñadores de Dearborn, Michigan, y posteriormente a tiendas de diseño de Turín, Italia, donde una máquina de laminado computerizada puede construir el modelo en cuestión de horas. STEP mejora la colaboración distribuida en lugares remotos y, al mismo tiempo, reduce el tiempo para finalizar el diseño, así como los costes de desarrollo.

Normalización- Protocolos XML XML (eXtensible Markup Language) es un lenguaje que, aunque no es en sí mismo un estándar de fabricación, sí es un lenguaje de modelación de datos que tiene gran aceptación en la industria por ser simple de usar (cosa que no ocurre con SGML) y por ser una alternativa estándar de transmisión de documentos entre empresas a través de Internet. Este lenguaje fue creado en 1997 por el W3C (World Wide Web Consortium) para diseñar documentos y almacenar información estructurada. Estos documentos estructurados pueden contener cualquier forma de datos como texto, imágenes, sonido, etc. XML coloca a los datos una etiqueta, puede ser interpretado por hombres y máquinas, incrementa el grado de libertad de las aplicaciones, diferentes ordenadores pueden ver la misma información, los datos pueden manejar imágenes, fotos y URLs. Normalización

Normalización- Protocolos- PDM PDM Los sistemas de gestión de datos de productos PDM (Product Data Management) gestionan los datos generados y utilizados en diversos procesos a lo largo del ciclo de vida del producto como su geometría, planes de proyecto, planos, especificaciones, programas CNC, resultados de análisis, lista de materiales, cambio de órdenes y demás. Un sistema PDM puede ser visto como una herramienta de integración de todas las áreas que desarrollan el producto, con lo que se asegura que la información correcta le llega a la persona correcta en el momento preciso y de la forma correcta. Por tanto, los sistemas PDM mejoran la comunicación y la cooperación entre los diversos grupos de la empresa (mediante una intranet) y entre la empresa y sus clientes y proveedores (mediante Internet). Normalización

Normalización- Protocolos- PDM Usuarios PDM Múltiplesaplicaciones Bases de datos Control Meta-Base de datos Servidor PDM Datos Arquitectura típica de un sistema PDM Normalización

Normalización- Protocolos- PDM • Las funciones básicas de los sistemas PDM • Almacenamiento de datos y gestión de la documentación • Gestión del proceso y del flujo de trabajo • Gestión de la estructura del producto • Gestión de piezas (clasificación) • Gestión de la programación de tareas y del proyecto • Gestión de los cambios de ingeniería • Gestión de la colaboración y las herramientas de integración con proveedores y clientes. Normalización

INDICE • Introducción a los procesos productivos • Consideraciones iniciales • Concepto • Rentabilidad • Normalización • Nuevas Tecnologías

Tecnología de Grupos • Fabricación Celular necesita • identificación de grupos con piezas similares (familias de partes) • asignación de sus correspondientes recursos de fabricación (células de máquinas) • Similitud de las Piezas permiten reducciones de setup • tamaños de lotes más pequeños • reducción de trabajos en procesos • tiempos de ciclo más pequeños • mayor productividad • mejora de la calidad de producción • Agrupación de Máquinas permite nº pequeño de máq. por célula • reducción del manejo de materiales • favorece la especialización de la mano de obra

Introducción a CIM y tecnologías de producción