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Introducción a CIM y tecnologías de producción

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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.

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INDICE

  • Introducción a los procesos productivos
  • Consideraciones iniciales
  • Concepto
  • Rentabilidad
  • Normalización
  • Nuevas tecnologías
slide3

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
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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

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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

slide6

Ciclo de Vida del Producto

Ventas

Introducción

Crecimiento

Madurez

Decadencia

Tiempo

slide7

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

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Productividad

Sistemas de Fabricación Flexible

Productividad versus Flexibilidad

VARIEDAD DE PRODUCTOS

Sistemas tipo Taller

Flexibilidad

Líneas Transfer

VOLUMEN DE PRODUCCIÓN

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Sistemas de Fabricación Flexible: descripción

Máquinas

Sistema Automatizado de Manejo de Materiales

Sistema de Control por Computador

Inventario en Proceso

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Descripción de SFF: máquinas

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

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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

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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

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Planificación Táctica

Requerimientos de producción

ÍTEMS

SELECCIÓN

  • SELECCIÓN DE:
  • Ítems
  • Cantidades

Recursos productivos

MÁQUINAS

CARGA

  • ASIGNACIÓN DE:
  • Operaciones
  • Herramientas

HERRAMIENTAS

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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

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INDICE

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

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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

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INDICE

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

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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
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Concepto

SectorCompetenciaEmpresaTendenciasRiesgosTecnologíasLegislaciónSituación política

Proyecto a largo plazo

Estructuras técnicas y organizativas

Dependen del ámbito de la dirección de la empresa

Fuerte inversión de capital

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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

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INDICE

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

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Rentabilidad?

Rentabilidad, Utilidad

CIM

Sistema encadenados

Máquinas singulares

Tiempo

Coste de puesta en marcha

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INDICE

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

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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

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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

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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.

slide35

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

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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

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Normalización- Protocolos- PDM

Usuarios PDM

Múltiplesaplicaciones

Bases de datos

Control

Meta-Base de datos

Servidor

PDM

Datos

Arquitectura típica de un sistema PDM

Normalización

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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

slide39

INDICE

  • Introducción a los procesos productivos
  • Consideraciones iniciales
  • Concepto
  • Rentabilidad
  • Normalización
  • Nuevas Tecnologías
slide40

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