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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA. FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y MANUFACTURERA. CONTROLES ELECTRICOS y AUTOMATIZACION. EE - 621. CIM Y SU APLICACIÓN EN LA INDUSTRIA TEXTIL. 1. Ing. JORGE COSCO GRIMANEY. INDICE. 1. Introducción. 2.CIM . 3. PLC aplicado al CIM.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y MANUFACTURERA

CONTROLES ELECTRICOS y AUTOMATIZACION

EE - 621

CIM Y SU APLICACIÓN EN LA INDUSTRIA TEXTIL

1

Ing. JORGE COSCO GRIMANEY

indice
INDICE
  • 1. Introducción.
  • 2.CIM .
  • 3. PLC aplicado al CIM.
  • 4. Componentes del CIM.
    • 4.1. Sistemas CAD / CAM.
    • 4.2. Ingeniería asistida por computadora: CAE.
    • 4.3. Planeación de recursos de la empresa: ERP
    • 4.4. Planeación de procesos auxiliada por computadora: CAPP.
    • 4.5. Control de calidad asistida por computadora: CAQ.
    • 4.6. Sistema de manejo de materiales: MRP.
  • 5. A modo de conclusión
  • 6. Bibliografía.
introducci n
INTRODUCCIÓN.

La industria textil mundial en la actualidad afronta diversos problemas y desafíos :

* Competitividad en calidad de producto y servicio al cliente.

* Plazos de producción y entrega extremadamente acotados.

* Necesidad de respuesta rápida y flexible a las demandas de un mercado cada vez más exigente y diversificado.

Sin caer en entusiasmos desmedidos que atribuyen a la computadora la facultad de resolverlo todo "mágicamente" , es indudable que la introducción de software específicamente diseñado para el sector, ha producido modificaciones sustanciales en el proceso productivo y definido interacciones nuevas entre sus componentes. Rapidez, costos, servicio, precisión, calidad, flexibilidad : conceptos que se repiten y sintetizan las ventajas de las nuevas prestaciones.

cim manufactura integrada por computadora
CIM.(Manufactura integrada por Computadora).

CIM incluye todas las actividades desde la percepción de lanecesidad de un producto; la concepción, el diseño y el desarrollo del producto; también la producción, marketing y soporte del producto en uso. Toda acción envuelta en estas actividades usa datos, ya sean textuales, gráficos o numéricos. El computador, hoy en día la herramienta más importante en la manipulación de datos, ofrece la real posibilidad de integrar las ahora fragmentadas operaciones de manufactura en un sistema operativo único. Este acercamiento es lo que se denomina manufactura integrada por computador.

cim beneficios de la implementaci n de un sistema cim
CIM.Beneficios de la implementación de un sistema CIM

Reducción en costos de diseño. 15 - 30 %

Reducción en tiempo perdido. 30 - 60 %

Incremento de la calidad del producto2 - 5 veces el nivel anterior

Incremento de la productividad de las operaciones de producción. 40 - 70 %

Incremento de la productividad de las máquinas. 2 - 3 veces

Reducción de trabajo en el proceso. 30 - 60 %

Reducción de los costos de personal. 5 - 20 %

cim beneficios estrat gicos del cim
CIM.Beneficios estratégicos del CIM

Flexibilidad

Capacidad de responder más rápidamente a cambios en los requerimientos devolumen o composición

Calidad

Resultante de la inspección automática y mayor consistencia en la manufactura

Tiempo perdido

Reducciones importantes resultantes de la eficiencia en la integración de información

Inventarios

Reducción de inventario en proceso y de stock de piezas terminadas, debido a la reducción de pérdidas de tiempo y el acceso oportuno a información precisa

Control gerencial

Reducción de control como resultado de la accesibilidad a la información y la implementación de sistemas computacionales de decisión sobre factores de producción

Espacio físico

Reducciones como resultado de incremento de la eficiencia en la distribución y la integración de operaciones

plc aplicado al cim
PLC aplicado al CIM.

Tanto los PLC como los programas Simulink y Matlab están relacionados en la Manufactura Integrada por Computadora (CIM). Por tal motivo daremos algunos alcances de estos componentes indirectos pero no por ello menos importantes en la aplicación del CIM.

PLC : CONTROLADORES LOGICOS PROGRAMABLES.

 El Controlador Lógico Programable (PLC) es un dispositivo electrónico con una memoria programable para almacenar instrucciones e implementar funciones específicas.

El PLC por sus especiales características de diseño tiene un campo de aplicación muy extenso. La constante evolución del hardware y software amplía constantemente este campo para poder satisfacer las necesidades que se detectan en el espectro de sus posibilidades reales.

plc aplicado al cim1
PLC aplicado al CIM.

Su utilización se da fundamentalmente en aquellas instalaciones en donde es necesario un proceso de maniobra, control, señalización, etc. , por tanto, su aplicación abarca desde procesos de fabricación industriales de cualquier tipo a transformaciones industriales, control de instalaciones, etc.

plc aplicado al cim2
PLC aplicado al CIM.

Ejemplos de aplicaciones generales:

  • Maniobra de máquinas
  • Maquinaria industrial de plástico
  • Máquinas transfer
  • Maquinaria de embalajes
  • Maniobra de instalaciones:
  • Instalación de aire acondicionado, calefacción.
  • Instalaciones de seguridad
  • Señalización y control:
  • Chequeo de programas
  • Señalización del estado de procesos
plc aplicado al cim funciones b sicas
PLC aplicado al CIM.Funciones Básicas.

Detección:

Lectura de la señal de los captadores distribuidos por el sistema de fabricación.

Mando:

Elaborar y enviar las acciones al sistema mediante los accionadores y preaccionadores.

Dialogo hombre maquina:

Mantener un diálogo con los operarios de producción, obedeciendo sus consignas e informando del estado del proceso.

Programación:

Para introducir, elaborar y cambiar el programa de aplicación del autómata. El dialogo de programación debe permitir modificar el programa incluso con el autómata controlando la maquina.

plc aplicado al cim nuevas funciones
PLC aplicado al CIM.Nuevas Funciones.

Redes de comunicación:

Permiten establecer comunicación con otras partes de control. Las redes industriales permiten la comunicación y el intercambio de datos entre autómatas a tiempo real. En unos cuantos milisegundos pueden enviarse telegramas e intercambiar tablas de memoria compartida.

Sistemas de supervisión:

También los autómatas permiten comunicarse con ordenadores provistos de programas de supervisión industrial. Esta comunicación se realiza por una red industrial o por medio de una simple conexión por el puerto serie del ordenador.

plc aplicado al cim nuevas funciones1
PLC aplicado al CIM.Nuevas Funciones.

Control de procesos continuos:

Además de dedicarse al control de sistemas de eventos discretos los autómatas llevan incorporadas funciones que permiten el control de procesos continuos. Disponen de módulos de entrada y salida analógicas y la posibilidad de ejecutar reguladores PID que están programados en el autómata.

Entradas- Salidas distribuidas:

Los módulos de entrada salida no tienen porqué estar en el armario del autómata. Pueden estar distribuidos por la instalación, se comunican con la unidad central del autómata mediante un cable de red.

cim componentes del cim
CIM.Componentes del CIM.

El CIM se basa en los siguientes soportes:

-  Sistemas CAD/CAM.

-  Ingeniería asistida por computadora: CAE.

-  Planeación de recursos de la empresa: ERP.

- Planeaciónde procesos auxiliada por computadora:CAPP.

- Control de calidad asistida por computadora: CAQ.

- Sistema de manejo de materiales: MRP.

sistemas cad cam
Sistemas CAD / CAM.

Cronológicamente, los sistemas CAD fueron los primeros en aparecer, luego aparecieron los CAM y finalmente se llegó al concepto CIM; esto ocurrió así debido a que cada nuevo sistema se basó en el anterior o al menos lo usó como base.

Muchos de los sistemas CAD / CAM en uso hoy en día están diseñados y pensados para automatizar funciones manuales, independientemente de si la función particular que cumplirán será análisis se ingeniería, diseño conceptual, dibujo, documentación o la programación de la maquinaria de manufactura e inspección.

sistemas cad cam2
Sistemas CAD / CAM.

NEDGRAFIC & VISION EASY WEAVE

BRAD KEISTER WIN WEAVE

FIBERWORK PCW4

INFORMATICA TEXTIL PENELOPE DOBBY

INFORMATICA TEXTIL PENELOPE JACQUARD

INFORMATICA TEXTIL ATREZZO 3D

BRUNOLD SOFTWARE DB WEAVE

MAPLE HILL SOFTWARE WEAVE SIMULATOR

ANGLO-FRENCH DRUGS SOPHIS

PIXELART S.L. PIXEL SHOW

COLORADO INT PC WEAVE

sistemas cad cam3
Sistemas CAD / CAM.

A continuación se dará una rápida mirada a los siguientes sistemas de diseño textil, cabe señalar que existen muchos mas en el mercado, pero estos son los mas comerciales:

  • Rexel Bit.
  • Dobbytronic.
  • Sedit.
  • Easy Weave.
  • Penelope.
sistemas cad cam rexel bit
Sistemas CAD / CAM.Rexel Bit.

KNIT&KNIT:

Sistema informático compatibleWINDOWS 95/98 capaz de dibujar con mallas, combinar puntos y crear diseños originales de una manera fácil y rápida. El usuario puede obtener imágenes fotográficas de diseños aún no tejidos.

sistemas cad cam rexel bit1
Sistemas CAD / CAM.Rexel Bit.

F.F.-CALC :

Es un programa orientado a efectuar de una manera rápida y segura los cálculos necesarios para tejer prendas hechuradas, tanto para COTTON como en TRICOTOSAS.

sistemas cad cam rexel bit2
Sistemas CAD / CAM.Rexel Bit.

REXEL BASIC :

Es una herramienta rápida y eficaz para crear tejidos multigalga con cualquier punto ya sean jacquards o estructurados que permite que el diseñador o creador del muestrario pueda desarrollar y transmitir sus ideas sin tejer absolutamente nada.

sistemas cad cam rexel bit3
Sistemas CAD / CAM.Rexel Bit.

REXEL PRO :

Es la herramienta necesaria para construir con una rapidez asombrosa, todo tipo de prendas de género de punto exterior, proporcionando una imagen fotográfica del diseño real aún no tejido ni confeccionado.

sistemas cad cam rexel bit4
Sistemas CAD / CAM.Rexel Bit.

KNIT FONT :

Es ideal para crear un archivo de análisis técnico, tanto de carácter personal (apuntes) como profesional (hojas de producción o procesos de tejeduria). Fácil de manejar y accesible desde cualquier procesador de textos u  otro programa que soporte texto.

sistemas cad cam dobbytronic
Sistemas CAD / CAM.Dobbytronic.

Es lo mejor en ambiente amigable

Guía de Iconos para la Interfase

sistemas cad cam sedit
Sistemas CAD / CAM.Sedit.

Creación de ligamentos mediante Software de diseño y edición.

sistemas cad cam easy weave
Sistemas CAD / CAM.Easy Weave.

Software para crear ligamentos en pc.

Easy weave provee las herramientas necesarias para diseñar ligamentos y tramas rápidos y sencillos.

No hay necesidad de ser un experto.

Una selección de funciones especiales y herramientas permiten acelerar el proceso de obtención del e.C.D.

Software diseñado completamente en entorno windows

Esta versión de trabajo es del 97 pero existe una actualizada del 99.

ingenier a asistida por computadora cae1
Ingeniería asistida por computadora: CAE.

El CAE (Computer Aided Engineering), o ingeniería asistida por computador, es la tecnología que analiza un diseño y simula su operación para determinar su apego a las condiciones de diseño y sus capacidades. Hoy en día, CAE es casi dos tecnologías separadas: una es la aplicada a la mecánica y otra a la electrónica. Ambas realizan extensos análisis respecto de las leyes físicas, así como de los estándares de la industria. El CAE mecánico, en particular, incluye un análisis por elementos finitos (FEA, finite element analysis) para evaluar las características estructurales de una parte y programas avanzados de cinemática para estudiar los complejos movimientos de algunos mecanismos. El CAE electrónico, asimismo, permite verificar los diseños antes de fabricarlos, simular su uso y otros análisis técnicos para evitar perder tiempo y dinero.

planeaci n de recursos de la empresa erp
Planeación de recursos de la empresa: ERP.

Empezaremos definiendo a un ERP como un sistema de gestión de información estructurado, diseñado para satisfacer la demanda de soluciones de gestión empresarial. El término ‘ERP’ es de reciente aparición. Cuando se ha necesitado dar nombre a las aplicaciones informáticas que además de la producción controlan los aspectos financieros, logísticos de manera integrada, tanto con referencia a los datos como a los procedimientos operativos, se ha consolidado la nomenclatura ERP que es el acrónimo de ‘Enterprise Resource Planning’, (Planeación de recursos empresariales) expresando que afecta a toda la empresa y que controla los recursos necesarios para la gestión integral de la misma.

planeaci n de recursos de la empresa erp1
Planeación de recursos de la empresa: ERP.
  • Algunas ventajas de la implementación de un ERP :
  • Integración de información entre diferentes áreas.
  • Información disponible e inmediata para la toma de decisiones.
  • Incremento en la productividad.
  • Mejoría en los tiempos de respuesta.
  • Rápida adaptación a los cambios.
  • Escalabilidad del sistema.
  • Integridad de los datos.
  • Seguridad definida por el usuario para el manejo de información.
  • Reducción de dudas concernientes a la veracidad de la información.
  • Mejoras en la comunicación entre las áreas de producción.
  • Reducción de duplicación de información.
planeaci n de procesos auxiliada por computadora capp
Planeación de procesos auxiliada por computadora: CAPP.

El CAPP (Computer Aided Process Planning), o planificación de procesos asistida por computador, es un sistema experto que captura las capacidades de un ambiente manufacturero específico y principios manufactureros ingenieriles, con el fin de crear un plan para la manufactura física de un pieza previamente diseñada. Este plan especifica la maquinaria que se ocupará en la producción de la pieza, la secuencia de operaciones a realizar, las herramientas, velocidades de corte y avances, y cualquier otro dato necesario para llevar la pieza del diseño al producto terminado. Para usar el CAPP más efectivamente en un entorno CIM, el diseño debería provenir electrónicamente de un ambiente CAD.

planeaci n de procesos auxiliada por computadora capp1
Planeación de procesos auxiliada por computadora: CAPP.

Debido a que el CAPP determina cómo una

pieza va a ser hecha, aporta en gran medida a

la optimización del proceso y a la disminución

de los costos, si tiene oportunidad de manejar

los procesos de más de un diseño. El CAPP

tiene dos tipos básicos: el variante y el generativo. El variante es el más comúnmente usado y desarrolla un plan modificando un plan previamente existente, eligiendo éste usando criterios de tecnología de grupos y de clasificación. El generativo incorpora el concepto de inteligencia artificial, usando sus conocimientos sobre las capacidades de la planta. Basado en la descripción de la pieza (geometría y material) y sus especificaciones, el computador elige el método óptimo para producir la pieza y genera automáticamente el plan.

control de calidad asistida por computadora caq
Control de calidad asistida por computadora: CAQ.

Existe un gran número de funciones de control de calidad necesarios a ser realizadas a diferentes niveles del proceso de manufactura, estas funciones producen a su vez una gran diversidad de datos colectados y analizados para tomar decisiones de corrección en el diseño de los productos y sus procesos de fabricación.

El CAQ tiene como objetivos principales:

* Ayudar al mejoramiento de la calidad del producto.

-   * Incrementar la productividad en el proceso de producción.

-  * Tomar acciones correctivas rápidas sobre los productos en las líneas de producción.

-   * Mantener la productividad de la empresa.

control de calidad asistida por computadora caq1
Control de calidad asistida por computadora: CAQ.

Pero también cabe señalar que en la industria textil existen diversos equipos utilizados para el control de calidad ON LINE tanto para hilanderías como para tejedurias; dentro de estos tenemos:

CC ON LINE en hilanderías: CC ON LINE en tejedurías:

Quantum Clearer. Uster Fabriscan.

Quantum Expert. Uster Tensojet 4.

Sliver Guard.

Sliver Expert.

control de calidad asistida por computadora caq2
Control de calidad asistida por computadora: CAQ.

C.C. ON LINE en hilanderías.

Quantum Expert. Quantum Clearer 4.

control de calidad asistida por computadora caq3
Control de calidad asistida por computadora: CAQ.

C.C. ON LINE en hilanderías.

Sliver Guard. Sliver Expert.

control de calidad asistida por computadora caq4
Control de calidad asistida por computadora: CAQ.

C.C. ON LINE en tejedurías.

Uster Fabriscan. Otros equipos.

sistema de manejo de materiales mrp
Sistema de manejo de materiales: MRP.

El MRP (Material Requirements Planning) es un sistema de planeación de compras y manufactura. Se utiliza para generar órdenes de compra u órdenes de trabajo. Además se puede utilizar para planear la fabricación de pedidos.

El concepto detrás del MRP es su gran aportación: Separar la demanda dependiente de la independiente, es decir, planear la producción de la demanda dependiente sólo en la medida en que ésta se ligue con la satisfacción de la demanda independiente. Dentro de este juego de palabras el MRP reconoce que existe demanda independiente (se origina fuera del sistema y no se puede controlar su variabilidad) y dependiente (demanda de los componentes que ensamblan los productos finales) y, sobre todo, enfatiza en la relación entre ambas para tratar de reducir los inventarios propios de sistemas como el punto de reorden.

a modo de conclusi n
A modo de conclusión

Lo que se ha presentado aquí es un panorama parcial, especificando aquellos aspectos que se supusieron más interesantes para los expositores. Se dejaron de lado las aplicaciones para tejido de punto, etiquetas o bordados para evitar reiteraciones .

Muchas empresas han incorporado en mayor o menor medida las nuevas tecnologías, que en muchos casos se combinan con formas de trabajo más tradicionales. Las dificultades abundan: costos de los equipos, incompatibilidad entre algunos sistemas, adaptación a nuevas estructuras de trabajo . La incorporación de departamentos de diseño es relativamente nueva y en muchos casos no se define su lugar con demasiada claridad ; diferentes técnicas llevan aparejadas diferentes dinámicas de trabajo, que no siempre son aceptadas o fáciles de integrar en las viejas organizaciones. Por avanzada que sea la tecnología que se adquiera, si no va acompañada de un cambio de mentalidad, no se desarrollarán todas sus potencialidades. Adaptación al cambio y creatividad en las soluciones siguen siendo herramientas que ningún software puede sustituir.

bibliograf a
Bibliografía.

http://www.barco.com/vision/downloads/WeaveMaster_ES.pdf

http://www.ing.puc.cl/icmcursos/procesos/apuntes/cap4/

http://www.chi.itesm.mx/~cim/proyectos/sfm/index.html

http://www.zdnet-es.com/pcweek/pcw-2000-05-29/entrevista.html

http://www.estrategia.net/estrategia/cs21/ana.htm

http://www.monografias.com/trabajos14/ingenieriaindustrial/ingenieriaindustrial.shtml#intro

http://www.sti-sl.es/cim.htm