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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
UNIDAD ZACATENCO
SECCIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACIÓN
MAESTRÍA EN CIENCIAS EN INGENIERÍA DE SISTEMAS
“DISEÑO DE UN MODELO CONCEPTUAL PARA EL LABORATORIO DE SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA PARA LA ESCUELA SUPERIOR DE
INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD ZACATENCO”
TESIS
QUE PARA OBTENER EL GRADO DE:
MAESTRO EN CIENCIAS EN INGENIERIA DE SISTEMAS
PRESENTA:
ING. ALFREDO CONTRERAS MONDRAGÓN
DIRECTORES DE TESIS:
DR. JORGE ARMANDO ROJAS RAMÍREZ
DR. MIGUEL PATIÑO ORTIZ
MÉXICO, D.F. ENERO DE 2014
“DISEÑO DE UN MODELO CONCEPTUAL PARA EL LABORATORIO DE SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA PARA LA ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD ZACATENCO”
Ing. Alfredo Contreras Mondragón TES.MAES.DOC
El escribir una tesis es un proceso variable en muchos aspectos, pero uno
recibe la ayuda, el apoyo y la motivación de diferentes personas.
Expreso en este breve texto mi profundo agradecimiento a todos los que me
han acompañado en estos años:
A mi Institución
A mi Familia
A mis Profesores
A mis Amigos
Con toda gratitud a mis padres, que me dieron lo que siempre soñé tener:
Una Profesión
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Ing. Alfredo Contreras Mondragón TES.MAES.DOC
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Ing. Alfredo Contreras Mondragón Tesis
RESUMEN
DISEÑO DE UN MODELO CONCEPTUAL, PARA EL LABORATORIO DE SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA, PARA LA ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA, UNIDAD ZACATENCO.
El objetivo de realizar el Diseño de un Modelo Conceptual, para el Laboratorio
de Sistemas Flexibles de Manufactura de la Escuela Superior de Ingeniería
Mecánica y Eléctrica, Unidad Zacatenco, del Instituto Politécnico Nacional, es
soportar el desarrollo de proyectos virtuales y reales en las carreras de
Ingeniería Eléctrica, Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica, Ingeniería en
Control y Automatización e Ingeniería en Sistemas Automotores, empleando
métodos y programas de calidad apegados al sector industrial y, como
consecuencia, tener la capacidad de incorporar la vinculación escuela –
industria. El empleo de los Sistemas Flexibles de Manufactura permite
flexibilidad productiva, gestión en tiempo real y acelerado nivel de
automatización general. La presente propuesta consiste en aplicar métodos,
normas y estándares dela normatividad vigente para diseñar un laboratorio de
Sistemas Flexibles de Manufactura (FMS), dado que en el laboratorio se
pueden diseñar procesos de manufactura, hacer simulaciones gráficas y llevar
a cabo análisis de costos en tiempo real. En este contexto, en el laboratorio se
desarrollan actividades como simulaciones virtuales, evaluaciones y la
constante retroalimentación entre profesores, alumnos, egresados e
investigadores de forma integral.
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Ing. Alfredo Contreras Mondragón Tesis
ABSTRACT
CONCEPTUAL DESIGN OF A MODEL FOR THE LABORATORY OF FLEXIBLE MANUFACTURING SYSTEM FOR THE ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA, UNIDAD ZACATENCO.
The purpose of conducting the Design of a Conceptual Model for Flexible
System Laboratory of Manufacturing for the Escuela Superior de Ingeniería
Mecánica y Eléctrica, Zacatenco Unit , from Instituto Politécnico Nacional , is to
support the development of virtual and real projects in engineering careers like
Electrical Engineering , Communications and Electronics Engineering,
Automation and Control Engineering and Automotive Systems Engineering,
using quality methods and programs attached to the industrial sector and,
therefore, have the ability to incorporate school-industry linking. The use of
Flexible Manufacturing Systems allows production flexibility, real-time
management and overall level of automation accelerated. This proposal is to
apply methods, norms and standards of current regulations to design a
Laboratory Flexible Manufacturing Systems (FMS), given that in the laboratory
can design manufacturing processes, making graphical simulations and perform
cost analysis in real time. In this context, in the laboratory develop activities
such as virtual simulations, evaluations and constant feedback between
teachers, students, graduates and researchers comprehensively.
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INDICE
INTRODUCCIÓN i
ANTECEDENTES (CONTEXTO) ii
PLANTEAMIENTO DE LA PROBLEMÁTICA iii
OBJETIVOS iv
JUSTIFICACIÓN v
CAPÍTULO1. MARCO CONCEPTUAL Y MODELOS
1.1 Presentación del Proyecto 2
1.2 Marco Conceptual 3
1.3 Modelos 5
1.4 Alcance del Proyecto 5
CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO Y METODOLÓGICO
2.1 Marco Teórico 8
2.2 Marco Metodológico 10
CAPÍTULO 3. SELECCIÓN Y DISEÑO CONCEPTUAL DE CÉLULAS FLEXIBLES 32
3.1 Selección de Células Flexibles 33
3.2 Diseño Conceptual de Células Flexibles 39
3.3 Resultados 42
3.4 Operación 43
CAPÍTULO 4. REQUERIMIENTOS PARA SU VALIDACIÓN 57
4.1 Normalización 58
4.2 Servicio Educativo 59
4.3 Costo 60
CONCLUSIONESY RECOMENDACIONES 66
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 70
GLOSARIO 73
RELACIÓN DE TABLAS Y FIGURAS 79
ANEXOS 82
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i
INTRODUCCIÓN
La propuesta del diseño de un Laboratorio de Sistemas Flexibles de
Manufactura, integra células de máquinas altamente automatizadas, que
consisten en un grupo de estaciones de trabajo para procesar información,
interconectadas por un sistema automatizado de almacenamiento y manejo de
materiales, el cual escontrolado por una computadora.
El diseñode este Laboratorio brindala posibilidad de realizar prácticasen
funciónde las cuatro carreras con que cuenta esta Unidad Académica,
adicionalmente permitirá la simulaciónde procesos productivos en una entidad
virtual, además de diseñar y desarrollar técnicamente un programa de un
sistema de control automático; desde el inicio hasta el final del prototipodel
producto seleccionado.
Para entender el procedimientopara el diseño conceptualde este Laboratorio, la
tesis se desarrolla en cuatro capítulos.
En el Capítulo 1. Se describe la presentación del proyecto, atendiendo el marco
conceptual, el método de desarrollo de la tesis y la Determinación de conceptos
básicos.
El Capítulo 2. Esta referenciado al marco teórico y a su metodología analizada
desde el contexto histórico, tecnológico y metodológico.
En el Capítulo 3. Se estructura todo el diseño conceptual y la selección de las
células que se ocuparan para el proceso de los productos terminados de forma
virtual, que ocuparan las cuatro especialidades de este plantel. Así como los
métodos existentes de acuerdo a variables de entradas y salidas; para su
análisis, integración y operación del proyecto.
En el Capítulo 4. Se escriben los requerimientos para su validación, tomando
en cuenta la normalización, la relación y beneficio que tienen los Sistemas
Flexibles de Manufactura con respecto en la educación, vinculación y en los
procesos productivos de acuerdo al costo del proyecto.
Como etapa final del trabajo, se presentan las conclusiones, y
recomendaciones; así como los anexos que contienen información técnica
especializada
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ii
ANTECEDENTES (CONTEXTO)
El Instituto Politécnico Nacional es una institución educativa del Estado
Mexicano, creada en 1936 con el fin de contribuir al desarrollo económico y
social de la nación mediante la formación de recursos humanos profesionales e
investigadores en los diferentes campos de la ciencia y la tecnología.
El IPN es un órgano desconcentrado de la Secretaría de Educación Pública,
cuya orientación general corresponde al Estado; opera básicamente en el
Distrito Federal, pero cuenta a la vez con dependencias en varias entidades de
la República, constituido por escuelas, centros y unidades de enseñanza y de
investigación.[La ESIME en la Historia de la Enseñanza Técnica, Palafox, 1993]
Para lograrlo, su comunidad forma integralmente profesionales en los niveles
medio superior, superior y posgrado; realiza investigación y extiende a la
sociedad sus resultados con calidad, responsabilidad, ética, tolerancia y
compromiso social.
La Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica objeto de estudio, es
una institución dedicada a la educación superior en donde íntegramente se
preparan Ingenieros en Comunicaciones y Electrónica, Ingenieros en
Electricidad, Ingenieros en Control y Automatización e Ingenieros en Sistemas
Automotrices. En forma general esta escuela mantiene un promedio de 2800
alumnos egresados por cada ciclo escolar [Departamento de Gestión Escolar de ESIME-
ZACATENCO].
Descripción del Modelo de ESIME-ZACATENCO
TABLA 1. DATOS GENERALES DE LA ESCUELA Fuente: Manual de Organización de ESIME-ZAC, 2010
NOMBRE ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA
MECÁNICA Y ELÉCTRICA
GIRO EDUCATIVO
UBICACIÓN AV. POLITECNICO S/N, COL. LINDAVISTA, DEL.
GUSTAVO A. MADERO, C.P. 07320
SUBSISTEMAS DIRECCIÓN DE ESIME-ZACATENCO
SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA
SUBDIRECCIÓN DE SERVICIOS EDUCATIVOS E INTEGRACIÓN SOCIAL
SUBDIRECCIÓN ADMINISTRATIVA SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA
DEPTO.ACADEMICO DE I.C.A.
COORD. LABORATORIOS DE I.C.A.
LABORATORIO DE FMS
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MISIÓN
Ser una Institución Educativa de excelencia, rectora en el área de la Ingeniería
Electromecánica, que se caracteriza por sus valores y ética profesional, la
tolerancia, el compromiso, la transparencia, la equidad y el trabajo en equipo
con reconocimiento de los organismos de acreditación y certificación
nacionales e internacionales, con personal académico de alto nivel, procesos
educativos centrados en el aprendizaje y flexibles, promotora de la
investigación educativa, científica y tecnológica, que generen tecnologías
innovadoras y de vanguardia, para contribuir al logro de los objetivos
institucionales, fortalecer la planta productiva del país y mejorar los niveles de
bienestar de la población mexicana con calidad y preocupación por el medio
ambiente[Secretaría de Gestión Estratégica del I.P.N., 2012].
VISIÓN
La Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, es una escuela de
carácter público, que forma Ingenieros, Maestros y Doctores en ciencias en el
área electromecánica altamente calificados, innovadores, éticos, aptos para
promover el desarrollo social, ejercer el liderazgo científico y académico, con
acciones de vanguardia en el campo de la investigación, la docencia y la
extensión, que contribuyen a la independencia económica, científica y
tecnológica de México [Secretaría de Gestión Estratégica del I.P.N., 2012].
POLÍTICA DE CALIDAD
Las Unidades Académicas de Nivel Superior, estamos comprometidas a
satisfacer las necesidades de formación de nuestros estudiantes, a través de
mejorar continuamente la eficacia del Sistema de Gestión de Calidad, a fin de
impulsar la excelencia académica [Secretaría de Gestión Estratégica del I.P.N., 2012].
OBJETIVOS DE CALIDAD
En cada período escolar, lograr el 90% de satisfacción en los servicios de
Gestión Escolar proporcionado a los estudiantes.
Incrementar el aprovechamiento global de los estudiantes, a través de
estrategias de aprendizaje establecidas en el Modelo Educativo Institucional
(MEI), para lograr un nivel de satisfacción del 90% en cada período escolar.
Alcanzar el 90% de satisfacción en los servicios de apoyo educativo, en cada
período escolar [Secretaría de Gestión Estratégica del I.P.N., 2012].
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Modelo Formal del Laboratorio de Sistemas Flexibles de Manufactura:
TABLA 2. ELEMENTOS DEL MODELO FORMAL Fuente: Apuntes y Notas de la Materia de Sistémica Transdiciplinaria. Peón, 2012
SISTEMA LABORATORIO DE SISTEMAS FLEXIBLES
DE MANUFACTURA
SUBSISTEMAS SOCIALES INSTALACIÓN DE EQUIPO
ADMINISTRACIÓN DE EQUIPO
ATENCIÓN A ALUMNOS Y PROFESORES
VINCULACIÓN EXTERNA
SUBSISTEMAS TÉCNICOS INFRAESTRUCTURA
SISTEMAS DE ENTORNO COMISIÓN DE OPERACIÓN Y FOMENTO
DE ACTIVIDADES ACADÉMICAS
DEPARTAMENTOS ACADÉMICOS
UNIDAD POLITÉCNICA DE INTEGRACIÓN
SOCIAL
FIGURA 1.MODELO DESCRIPTIVO FORMAL DEL SISTEMA SOCIO TÉCNICO ABIERTO Fuente:Apuntes y Notas de la Materia de Sistémica Transdiciplinaria. Peón, 2012
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Tabla Complementaria:
TABLA 3. TABLA SISTÉMICA
Fuente: Apuntes y Notas de la Materia de Sistémica Transdiciplinaria. Peón, 2012
INTERRELACIÓN INTERNA
C1 Comunicación
ss1 ss2 Layout de equipo y máquinas ss2 ss1 Dimensiones y fichas técnicas ss1 ss3 Solicitud de currículo ss3 ss1 Propuesta de Prácticas ss2 ss4 Características de equipos ss4 ss2 Conceptualización de proyectos ss3 ss4 Área de especialidad ss4 ss3 Asignación de especialistas
INTERRELACIÓN EXTERNA
ss1 sA Adquisición de equipamiento requisado sA ss1Suministro de Equipos
ss3 sB Oferta de prácticas, para las cuatro carreras sB ss3 Estructuración de prácticas. Aprendizaje teórico-práctico, para las cuatro carreras ss4 sC Oferta multidisciplinaria deespecialidades de la cuatro carreras sC ss4 Selección y estudio deproyectos vinculados
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O Objetivos
SISTEMA: Laboratorio de Sistema Flexibles de Manufactura: Cubrir la necesidades educativas de las cuatro carreras de ingeniería que oferta la ESIME, Unidad Zacatenco. Subsistema ss1 Área de Instalación de Equipo: Coordina y supervisa las actividades de instalación de equipo Subsistema ss2 Área de Administración de Equipo: Administra e informa las necesidades del laboratorio Subsistema ss3 Área de atención a Alumnos y Profesores Realización de prácticas de acuerdo a los programas de estudio y proyectos vinculados Subsistema ss4 Área de Vinculación: Selección de proyectos vinculados Subsistema Externo sA Comisión de Fomento de Actividades Académicas del IPN: Suministro por licitación de Equipamiento para talleres Y laboratorios Subsistema Externo sB Departamentos Académicos de ESIME-ZACATENCO: Administración y control de las cuatro carreras de ingeniería Subsistema Externo sC Unidad Politécnica de Integración Social: Administración y control de proyectos autogenerados y vinculados
C2 Control
Documentación de interés por áreas
Registro de documentación e inventarios
Base de datos de Alumnos de las cuatro carreras
Actualización de la información de acuerdo a horarios
Cartera de proyectos propuestos
S Supervivencia
Mantenimiento de la Infraestructura
Promoción y proyección de la imagen del laboratorio de
FMS, ante el sector educativo y productivo.
Administración de Equipo
Jerarquización de proyectos
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Contexto Temporal
La Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, tiene sus orígenes en
la Escuela Nacional de Artes y Oficios, fundada en 1867.
Desde su fundación hasta mediados de 1915, se encomendó a este plantel la
preparación de jóvenes para el ejercicio de diversas ramas de las artes
manuales, con un enfoque primordialmente práctico, dado lo cual, fue
necesario dotarla de herramientas y maquinaria apropiada para cumplir con su
misión.
En 1916, la Escuela de Artes y Oficios se transformó en Escuela Práctica de
Ingenieros Mecánicos Electricistas (EPIME). Evento de suma importancia, ya
que se considera el origen de la educación técnica moderna en México base
fundamental para el desarrollo de la industria nacional.
En febrero de 1916, para satisfacer la demanda que el crecimiento del país
exigía empezó a funcionar la “Escuela Práctica de Ingenieros Mecánicos,
Electricistas y Mecánico-Electricistas” rescatando los elementos de la antigua
Escuela de Artes y Oficios para Hombres. Ofertando en un inicio, las carreras
de Ingeniero Mecánico e Ingeniero Electricista.
Pasados 5 años (1921), se amplió el plan de estudios a siete años con la fusión
de ambas carreras en una sola, la de Ingeniero Mecánico-Electricista,
cambiando el nombre de la Escuela por el de EPIME: Escuela Profesional de
Ingenieros Mecánicos y Electricistas.
En 1923, se unificó la enseñanza técnica del país creándose el Departamento
de Enseñanza Técnica Industrial, formado por el Instituto Técnico Industrial,
encargado de formar técnicos medios, y la EPIME, donde completaban sus
estudios los egresados de dicho Instituto.
En 1932, la EPIME se transformó en Escuela Superior de Ingeniería Mecánica
y Eléctrica (ESIME) con una misión más amplia acorde con las necesidades del
país en aquella época: “Adiestrar al hombre en el manejo inteligente de los
recursos teóricos y materiales que la comunidad ha acumulado para
transformar el medio físico y adaptarlo a sus necesidades”.
El año siguiente surgió un nuevo cambio, ya que se nombra por primera vez a
un egresado de la EPIME, como director de la Unidad.[La ESIME en la Historia de la
Enseñanza Técnica, Palafox, 1993]
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En 1934, se inició la integración definitiva de la educación técnica nacional con
el objetivo de organizar la enseñanza en tres áreas: Ingeniería, Ciencias
Biológicas y Ciencias Sociales, las cuales culminan al año siguiente. Así, con el
apoyo de estudiantes de la Federación de Escuelas Técnicas y Profesionales
no Universitarias aunado al entusiasmo de maestros y exalumnos
profesionistas, en 1936, se creó el Instituto Politécnico Nacional.
La ESIME en ese año, modificó sus planes de estudio separando su única
carrera en dos: Ingeniería Mecánica e Ingeniería Eléctrica y agregando dos
nuevas carreras la de Ingeniería Aeronáutica e Ingeniería en Comunicaciones
con planes de estudio, distribuidos en cuatro años, ocupando el recinto de la
antigua Unidad Nacional de Artes y Oficios en las calles de Allende y Belisario
Domínguez.
En 1958, se terminó la primera etapa de la construcción de la actual Unidad
Profesional Zacatenco del Instituto Politécnico Nacional, que más tarde toma su
nombre y que se encuentra ubicada en Zacatenco, D. F. Culminó esta primera
etapa con el traslado de la población de la ESIME a su nuevo recinto, en los
edificios 1 y 2.
En 1967, después de una revisión integral se modificaron de manera
importante los planes y programas de estudio con miras de actualizarlos, ya
que se reorganizan todas las carreras, en cursos semestrales planteando de
manera más formal el sistema de créditos.
La reestructuración orgánica básica del Instituto fue registrada el 11 de octubre
de 2002 y refrendada el 13 de marzo de 2003, con la separación de los
órganos de mando del área central respecto a los órganos directivos de las
escuelas, centros y unidades.
La reestructuración orgánica del Instituto con el propósito de avanzar en la
consolidación del Modelo Educativo y del Modelo de Integración Social fue
registrada en Septiembre de 2005, con la descentralización de los órganos de
mando del área Central respecto a los órganos directivos de las escuelas,
centros y unidades.
La actualización del registro de la ESIME, Unidad Zacatenco se contempla en
el año 2009. Quedando su estructura como se muestra en la figura 2.[La ESIME en
la Historia de la Enseñanza Técnica, Palafox, 1993]
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FIGURA 2. ORGANIGRAMA DE ESIME-ZACATENCO Fuente:Manual de Operación de ESIME-Zacatenco, 2010
(SE PROPONE INTEGRAR EL LABORATORIO DE FMS, AL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE I.C.A.)
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Administración del Laboratorio de Sistemas Flexibles de Manufactura:
FIGURA 3. MODELO JERÁRQUICO LINEAL DEL LABORATORIO DE FMS Fuente:Apuntes y Notas de la Materia de Sistémica Transdiciplinaria. Peón, 2012
LABORATORIO DE SISTEMAS
FLEXIBLES DE MANUFACTURA
INSTALACION DE EQUIPOS
DISEÑO
EQUIPOS Y MAQUINAS
ADMINISTRACION DE EQUIPOS
INTERNOS
EXTERNOS
ATENCION DE ALUMNOS Y PROFESORES
ALUMNOS
PROFESORES
INVESTIGADORES
VINCULACION
INTERNA
EXTERNA
ALMACEN
REFACCIONES
EQUIPOS
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iii
PLANTEAMIENTO DE LA PROBLEMÁTICA
Actualmente el Departamento Académico de Ingeniería en Control y
Automatización, tiene a su cargo el Laboratorio de Robótica Industrial,
localizado en el Laboratorio de Pesados 2, correspondiente al Taller de
Máquinas y Herramientas; compuesto por el siguiente equipo:
Estación de Robótica
Estación de Sistema Flexible de Manufactura
Estación de Visión
Estación de Almacenamiento Automatizado AS/RS
Estación de Control (CIM)
Estación Neumática
De acuerdo a las Normas Técnicas de Competencia Laboral (NTCL), este
sistema se considera un Centro Integral de Manufactura (CIM).
Este Laboratorio desde su adquisición (1990), no ha funcionado como tal,
porque no cuenta con las interfaces correspondientes para su operación y
como consecuencia no puede relacionarse un equipo con otro, es decir
trabajan de manera independiente, cada una de las células.
Por su configuración Flexible, este Laboratorio puede funcionar como un
Sistema Flexible de Manufactura, para esto, se debe de realizar el diseño de un
modelo conceptual y proponer células flexibles modulares, para la integración
total de cada uno de los elementos que lo componen, para que permita formar
un solo sistema a través de las diferentes interfaces.
Analizando el mapa curricular y cada una de las materias de las especialidades
que se imparten en esta Unidad Académica, se selecciona cada una de las
células flexibles que van a funcionar, para complementar el actual laboratorio y
poder realizar prácticas, simular procesos productivos, diseñar y desarrollar
programas de automatización.
Esta propuesta se suma al Marco Educativo de la Secretaría de Gestión
Estratégica del Instituto Politécnico Nacional, 2012, en cuanto a la Misión,
Visión, Política de Calidad y Objetivos de Calidad de la Escuela Superior de
Ingeniería Mecánica y Eléctrica.
Por su objetivo y su aspecto curricular de las cuatro carreras que se ofrecen en
este plantel, este proyecto se desarrolla en el ámbito del Modelo Educativo por
Competencias y en función del Modelo Virtual.
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iv
OBJETIVO GENERAL
Diseñar un Modelo Conceptual de un Laboratorio de Sistemas Flexibles
de Manufactura, para realizar prácticas virtuales y simular procesos
productivos; en las cuatro carreras que impartela ESIME Zacatenco.
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iv
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Proponer un Modelo de Células Flexibles modulares, para la integración del Laboratorio de Robótica Industrial actual.
2. Realizar prácticas en una entidad virtual, para desarrollar habilidades en los alumnos, de las cuatro carreras que ofrece este plantel.
3. Simulación de procesos productivos, de una forma virtual.
4. Diseñar y desarrollar programas de automatización, a través de un
Modelo de Memoria Virtual.
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v
JUSTIFICACIÓN
Para que esta Unidad Académica sea rectora en el área de la Ingeniería
Electromecánica, se deben formar alumnos que sean competentes, y para eso
es necesario que no solo memoricen conceptos y teorías, sino que dominen
habilidades de las asignaturas y que además aprendan los valores y actitudes
que les van a permitir desarrollarse como seres sociales. Para cumplir con esta
misión es necesario desarrollar proyectos que contribuyan a formar Ingenieros,
con apoyo y actualización de Maestros y Doctores en ciencias altamente
calificados en el campo de la investigación, la docencia y en la extensión de
sistemas productivos.
El alcance de este proyecto es realizar prácticas en una entidad virtual, simular
procesos productivos, diseñar y desarrollar programas de automatización para
el sector productivo, por medio de proyectos vinculados o proyectos
autogenerados, a través de las carreras de Ingeniería Eléctrica, Ingeniería en
Comunicaciones y Electrónica, Ingeniería Automotriz, Ingeniería en Control y
Automatización, Gestión de la producción y Mantenimiento industrial.
Para poder realizar lo anterior se requiere que el sistema sea modular y tenga
compatibilidad con el Laboratorio actual de Robótica Industrial, lo cual se puede
llevar a cabo por medio de Células Flexibles de Manufactura.
Con el estudio y aprovechamiento de todas las ventajas que brinda un
Laboratorio de Sistemas Flexibles de Manufactura, el alumno tendrá las
herramientas necesarias para poder enfrentar los problemas que se presentan
actualmente en el sistema industrial.
Estos sistemas son capaces de trabajar de forma continua durante largos
períodos de tiempo y de realizar una amplia gama de productos en orden
aleatorio. Están compuestos por estaciones de trabajo, un sistema logístico
automático para el transporte y manipulación de piezas y herramientas y por
uno o varios ordenadores encargados de controlar y supervisar el sistema.
El manejo y la programación de estos equipos requieren de cierta experiencia y
capacitación.
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Las últimas tendencias del sector educativo, apuntan hacia la Realidad Virtual
como uno de los mejores medios para llevar a cabo la simulación, pues es
capaz de representar distintos elementos de manera que los usuarios son
capaces de percibirlos a través de sus sentidos y de interactuar con ellos en
tiempo real de una forma similar a como lo harían en el caso de que estuvieran
manejando objetos reales. Esto es, va a permitir crear laboratorios virtuales a
partir de los cuales se pueden realizar prácticas tanto de programación como
de gestión de una manera relativamente, fácil, económica y segura.
Seguidamente, se presenta un esquema para la creación de diseños y
proyectos virtuales y reales. A través del Taller de Máquinas y Herramientas
integrado a las células del Sistema Flexible de Manufactura.
Se sabe que la robótica en el campo industrial ha automatizado de forma
diferente los procesos industriales, presentando un carácter multifuncional y
reprogramable donde se integran varias máquinas y sistema del entorno para
mejorar los rendimientos y la utilización de los recursos; esto significa utilizar
eficientemente la maquinaria.
La capacidad de procesar una gran variedad de productos, el rápido ajuste
físico para el cambio y el veloz ajuste de instrucciones, le permite a las
empresas ofrecer variedad de lotes en periodos de tiempo más cortos.
Una vez terminado el proceso de maquinado el robot toma el producto
realizado en la estación de maquinado y lo regresa a las bandas, en donde
llegará a la estación de verificación en donde se aprobará o rechazará la pieza
de acuerdo a las especificaciones y tolerancias programadas.
Por último este producto terminado será trasladado al almacén cartesiano
colocándolo en la parte de pieza aprobada o rechazada según el resultado de
la estación de verificación.
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CAPÍTULO 1
MARCO CONCEPTUAL Y MODELOS
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1.1 Presentación del Proyecto
Para lograr el diseño conceptual de un Laboratorio dentro del sector educativo,
es necesario tomar en cuenta varios factores, principalmente el espacio, la
cantidad de alumnos a atender, el número de prácticas a realizar, el número de
proyectos que se solicitan por presupuestos autogenerados y el número de
proyectos que se hacen realizan por presupuestos vinculados.
Para implementar en un Laboratorio prácticas virtuales y simular procesos
productivos, es necesario contar con equipos de alta resolución, además de un
software que sea compatible con los sistemas informáticos actuales.
En todos los proyectos por ampliación o modificación, debe de aprovecharse al
máximo los recursos, equipos y materiales con que este cuenta; los
implementos adicionales, deben de ser de tipo modular para mejorar el sistema
actual y pensar que estos módulos tienen que renovarse de acuerdo a los
conceptos de modelos educativos y de producción modernos.
Debido a lo citado, se propone estructurar un modelo conceptual, para convertir
el Laboratorio de Robótica Industrial, perteneciente al Departamento
Académico de Ingeniería en Control y Automatización; ubicado en el Taller de
Máquinas y Herramientas de este Plantel, en Módulos Flexibles, para
desarrollar prácticas virtuales y reales; en función de las cuatro especialidades
educativas actuales.
A este sistema de acuerdo a su objetivo se le denomina: “Diseño de un Modelo
Conceptual parael Laboratorio de Sistemas Flexibles de Manufactura de la
Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Unidad Zacatenco”.
Se da el nombre de Sistemas Flexibles de Manufactura a un sistema de
fabricación conformado por máquinas y subsistemas enlazados por un sistema
de transporte y control común, con la posibilidad de realizar diversas tareas,
dentro de un margen razonable, correspondientes a diferentes piezas o
productos, sin necesidad de cambiar los equipos del sistema[Maleki, 1991].
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1.2 Marco Conceptual
Un Sistema Flexible de Manufactura, consta de varias máquinas-herramientas
controladas numéricamente por computador donde cada una de ellas es capaz
de realizar muchas operaciones debido a la versatilidad de las máquinas-
herramientas y a la capacidad de intercambiar herramientas de corte con
rapidez (en segundos), estos sistemas son relativamente flexibles respecto al
número de tipos de piezas que pueden producir de manera simultánea y en
lotes de tamaño reducido (a veces unitario). Estos sistemas pueden ser casi
tan flexibles y de mayor complejidad que un taller de trabajo y al mismo tiempo
tener la capacidad de alcanzar la eficacia de una línea de ensamble bien
balanceada [Kusiak, 2000].
Los conceptos más importantes que integran un Sistema Flexible de
Manufactura, son:
a) Máquina-herramienta con control numérico, CNC
b) Transfer
c) Célula o celda flexible de manufactura
d) Línea flexible de fabricación
e) Fábrica totalmente automatizada
a) La Máquina-herramienta CNC, dispone de un control numérico propio y
puede incorporar un sistema de alimentación y cambio automático de
herramientas.
b) El transfer, está compuesto por un conjunto de máquinas-herramientas
dedicadas, con sistema de transporte y secuencia de operaciones. El
control está generalmente encomendado a uno o varios Autómatas
Programables (PLC'S).
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c) Celda Flexible, es un sistema integrado por máquinas -herramientas
enlazadas mediante un sistema de manejo de materiales automatizado
operado automáticamente con tecnología convencional o al menos por
un CNC (Control Numérico Computarizado).
d) La flexibilidad de estos sistemas de manufactura está en función del
manejo de materiales, del almacenamiento y de recuperación de
producto. El manejo de materiales es controlado por una computadora
central y ejecutada en forma automática por vehículos guiados como
conveyor y varios mecanismos transfer. En este sistema se pueden
transportar algunos materiales y partes durante varias etapas para
completar una operación en orden aleatorio en cualquier momento.
e) Por ejemplo a través de vehículos guiados automatizados.
Los FMS disponen de un sistema de manejo de materiales automatizado
que transporta las piezas de una máquina a otra hacia dentro y fuera del
sistema. Puede tratarse de vehículos guiados automáticamente
conducidos por alambre de un sistema transportador o de carros
remolcados por línea y por lo general intercambian de plataforma con las
máquinas.
El empleo de los FMS permite flexibilidad productiva, gestión en tiempo
real y nivel de velocidad de automatización general; es decir, una celda
en línea es en resumen el ingreso de materia prima y obtener partes del
producto, listos para ser ensamblados.
En el desarrollo de este trabajo se utilizaran otros conceptos que dependen del
tipo de células flexibles que se proponen para el mejoramiento del Laboratorio
de Robótica Industrial actual, ya que los Sistemas Flexibles de Manufactura
cuentan con una alta variedad de equipo eléctrico, mecánico, de
instrumentación, de control y de diferentes tipos de interfaces.
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1.3 Modelos
Para el desarrollo de este proyecto se utilizan los siguientes modelos:
1.3.1 Modelo Educativo por Competencias
Este Modelo se propone debido a su equivalencia con el mapa curricular de la
Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica; que se fundamenta en
lograr que el alumno adquiera habilidades, que aprenda a conocer, a hacer, a
ser y a saber convivir. Estos son los cuatro pilares de la educación actual cuyo
objetivo es formar alumnos que sean competentes, y para eso es necesario
que no solo memorice conceptos y teorías, sino que domine las prácticamente
la asignatura y que además asimile los valores y actitudes que le van a permitir
desarrollarse como ser social.[Un Nuevo Modelo Educativo para el I.P.N., 2003]
1.3.2 Modelo Virtual
Virtual es un adjetivo que, en su sentido original, hace referencia a aquello que
tiene virtud para producir un efecto en el tiempo.
Se conoce como realidad virtual al sistema tecnológico que permite al usuario
tener la sensación de estar inmerso en un mundo diferente al real. Esta ilusión
se produce gracias a los modelos creados por una computadora que el usuario
contempla a través de una visión y formatos digitales (Software).
La Educación virtual, ofrece a la escuela un medio para extender sus recursos
didácticos más allá de los confines de unárea geográfica limitada. Así pues se
enuncia que el objetivo principal es: “El ligar interactivamente estudiantes,
instructores y contenido didáctico separados por distancia y tiempo”.
1.4 Alcance del Proyecto
El alcance de este Proyecto es optimizar los recursos existentes con que
cuenta actualmente esta Unidad Académica, respecto al Laboratorio de
Robótica Industrial. Considerando los procedimientos adecuados y la
secuencia sistémica de cada uno de los sucesos presentes en el diseño de
este trabajo, tomando en cuenta que el proyecto es para fines educativos en
donde participa, la parte interna que son los estudiantes, profesores e
investigadores; la parte externa en la cual se considera a los Proyectos
Vinculados y Proyectos Autogenerados.
En la figura 4, se expone el alcance de este Proyecto.
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FIGURA 4. ALCANCE DEL PROYECTO
Fuente: Apuntes y Notas de la Materia de Sistémica Transdiciplinaria. Peón, 2012
LABORATORIO DE ROBÓTICA INDUSTRIAL
(EXISTENTE)
ALUMNOS
PROFESORES
PROYECTOS: VINCULADOS Y
AUTOGENERADOS
DISEÑAR UN MODELO CONCEPTUAL DEL CIM ACTUAL A UN FMS
ESTRUCTURAR UN
MODELO CONCEPTUAL
PROPONER CÉLULAS
FLEXIBLES MODULARES
INTEGRAR Y OPERAR LAS CÉLULAS FLEXIBLES EN FORMA VIRTUAL
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CAPÍTULO 2
MARCO TEÓRICO Y METODOLÓGICO
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2.1 Marco Teórico
Los Sistemas Flexibles de Manufactura han sido elementos clave en el
desarrollo de productos acordes a las demandas actuales del mercado; sin
embargo no son un elemento reciente en el ámbito de la manufactura puesto
que desde finales de 1970 a 1980, ya se tenían aplicaciones en algunas
industrias de forma parcial y discusiones académicas sobre la definición del
concepto y su clasificación. Se tienen múltiples reportes alrededor del mundo
de las ventajas competitivas que aportan, sin embargo en nuestro contexto
latinoamericano, no se ha podido explotar estos beneficios para tener una
herramienta más de competencia ante las exigencias mundiales [Peoples, 1993]
Desde hace más de 4 décadas se ha efectuado en el mundo de la
manufactura, un arduo trabajo de investigación y desarrollo, para generar
nuevas alternativas de producción que permitan aportarle a las organizaciones
ventajas que les auxilien ya sea, a incursionar en nuevos mercados o mantener
su posicionamiento como líderes; dentro de dichos esfuerzos, se fue
consolidando la aportación significativa de los Sistemas Flexibles de
Manufactura.
Un elemento determinante para los Sistemas Flexibles de Manufactura son los
robots multipropósito o de ensamble, que sustituyen la actividad humana en los
procesos productivos; podríamos establecer que sin ellos, no se tiene un FMS.
Por esta razón los sistemas flexibles de manufactura están formados por un
grupo de máquinas y equipo auxiliar unidos mediante un sistema de control y
transporte, que permiten fabricar piezas en forma automática. La ventaja de los
FMS es su gran flexibilidad en términos de poco esfuerzo y corto tiempo
requerido para manufacturar un nuevo producto [Groover, 2001]
Actualmente en el Departamento Académico de Ingeniería en Control y
Automatización existe un Laboratorio de Robótica Industrial (Localizado en el
Taller de Máquinas y Herramientas), el cual contiene una Célula de un Centro
Integral de Manufactura (CIM), en donde describe la integración solo de los
aspectos de almacenamiento, manufactura y distribución.
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Un Centro Integral de Manufactura es una metodología y un acierto que
envuelve el ensamble, manufactura de materiales y sistemas computarizados.
El Centro Integral de Manufactura, incluye a la manufactura asistida por
computadora (CAM), diseño asistido por computadora (CAD), ingeniería
asistida por computadora (CAE), planeación del proceso auxiliada por
computadora así como funciones administrativas y comerciales de las
empresas.
Estos subsistemas por así llamarlos o paquetes dentro del CIM son diseñados,
desarrollados y aplicados de tal forma que la salida proveniente de un
subsistema sirve como una entrada hacia otro de los subsistemas. De forma
organizada, estos subsistemas están divididos generalmente en planeación y
ejecución de funciones. Las funciones de planeación incluyen actividades tales
como pronósticos, planeación, planeación de los requerimientos de materiales
y contabilidad. En lo que respecta a las funciones de ejecución, estas incluyen
la producción, control de proceso, manejo de materiales, inspección y pruebas.
La efectividad del CIM actual depende en gran medida de la presencia de un
gran sistema de comunicación mismo que envuelve computadoras, máquinas y
sus controles. El mayor problema que se tiene en este Laboratorio es que no
cuenta con la integración de células de procesos, ni con las interfaces de
conexión entre cada uno de los equipos y no se tiene un taller de máquinas y
herramientas; para que se puedan desarrollar y diseñar prototipos de forma
virtual y de forma real.
Por este motivo se propone diseñar un Modelo Conceptual de un Laboratorio
de Sistemas Flexibles de Manufactura, que sirva para las cuatro diferentes
especialidades que tiene actualmente la Escuela Superior de Ingeniería
Mecánica y Eléctrica, de la Unidad Profesional “Lic. Adolfo López Mateos”.
Actualmente la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Unidad
Azcapotzalco y Unidad Culhuacán; ya cuenta con este tipo de equipo. La
mayoría de las Escuelas de Ingeniería a Nivel Mundial, tienen su propio
Sistema de Células Flexibles, en donde realizan investigación, para la
aplicación de estos sistemas en la educación y en el sector productivo.
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2.2 Marco Metodológico
Para la presentación o realización de un diseño de proyecto, ya sea en elsector
productivo o educativo es conveniente contar con una metodología en la que se
definan y sistematicen los pasos a seguir para que sea posible llevarlo a cabo
de un modo satisfactorio. Cuando el grado de complejidad de un diseño a
desarrollar aumenta es necesario establecer una metodología que permita
resolver más fácilmente los problemas encontrados a lo largo del proceso
constructivo del trabajo y obtener resultados más eficientes.
Si aplicamos a esta descripción anterior la definición de sistemas, que es un
“grupo de elementos mutuamente relacionados, de tal forma que el grupo
constituye un todo que tiene propiedades como si fuera una entidad” [Checkland
P., Scholes J., 1990].
Sobre este concepto se analizan las diferentes metodologías existentes sobre
Sistemas Flexibles de manufactura y como resultado se establece la
comparación entre lo que actualmente tiene el Departamento Académico de
Ingeniería en Control y Automatización y lo que se propone en esta tesis.
El propósito de este trabajo, es identificar los sistemas existentes con los que
actualmente cuenta esta escuela, los cuales no satisfacen los requerimientos
necesarios, determinando las causas y sus efectos, esto justifica la alternativa
de solución, con el diseño de un Laboratorio de Sistemas Flexibles de
Manufactura de forma integral para cubrir las necesidades educativas de este
plantel.
Para facilitar el estudio, de la información y toma de decisiones, se toma en
cuenta el equipo existente, del Departamento Académico de Ingeniería en
Control y Automatización, localizado en el Taller de Máquinas y Herramientas,
denominado, Laboratorio de Robótica Industrial, como se muestra en la figura
5.
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FIGURA. 5 SISTEMA ACTUAL DEL CENTRO INTEGRAL DE MANUFACTURA Fuente: Apuntes y Notas de la Materia de Sistémica Transdiciplinaria. Peón, 2012
Para la propuesta del Diseño del Laboratorio de Sistemas de Manufactura
Flexible, es necesario seleccionar una Metodología que cumpla y se adapte
con el mapa curricular de las cuatro carreras que se imparten en este plantel.
Actualmente existen varias metodologías y modelos para seleccionar un
Sistema de Manufactura Flexible, entre las cuales se encuentran las siguientes.
2.2.1 Metodologías
Metodología de Programación Matemática
Esta metodología consiste en que las propiedades de los elementos de
un sistema (máquinas, partes en proceso, transportadores, zonas de
almacenamiento, entre otros) son representadas por cantidades
algebraicas que pudieran ser parámetros o variables. Un programa
matemático es formulado en términos de esas cantidades para alcanzar
un objetivo particular, que puede ser maximizar una producción
esperada, maximizar utilización o minimizar costos.[MarkovNarahary, 1987]
OBJETIVO:
NO SE OPTIMIZARON LOS RECURSOS EXISTENTES
SALIDA = 0
SIN PRÁCTICAS CIM
ALMACENAMIENTO MANUFACTURA Y DISTRIBUCIÓN
ALUMNOS
PROYECTOS
$ 8, 000, 000.00
DEPRECIACIÓN
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2.2.2 Metodología de Transición de Estado Markoviano
Esta se describe por el estado de sus componentes, las evoluciones de
estado de las unidades de transporte y manufactura son directamente
manejadas por el sistema de control de producción que toma sus propias
decisiones con base al estado de almacenamiento. El modelado de este
sistema se toma como unos procesos estocásticos de Markov, que
indica que el espacio de estado del sistema puede ser representado
como un “Diagrama de Transición de Estado” de dos máquinas y un
buffer, como se indica en la figura 6.[MarkovNarahary, 1987]
∞∞
FIGURA 6. EJEMPLO DE METODOLOGÍA DE TRANSICIÓN DE ESTADO DE
DOS MÁQUINAS[MarkovNarahary, 1987]
- Si el buffer (β), está lleno M1 no puede insertar una pieza, es decir
M1 está bloqueada
- Si el buffer (β), está vacío, M2 no puede trabajar y se dice que M2
está carente.
- M1 y M2 no pueden estar carentes ni bloqueadas, porque los buffer
(∞), de entrada y salida tienen capacidad infinita, el estado del buffer
es caracterizado por su número de partes, (ƞ) a cualquier tiempo, ƞ =
0, 1, 2,. . . . . ., N.
- Si se ignoran los fenómenos de bloqueo y carencia, la tasa de
producción de cada máquina se computa como la probabilidad de
estar operando continuamente, sin ninguna restricción y se puede
formular un esquema matemático ideal.
∞ M1 β M2 ∞ (ƞ)
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2.2.3 Metodología Basada en Relaciones Entidad-Recurso
Esta metodología modela explícitamente los elementos del sistema en
los FMS y las relaciones entre ellos. Las partes son tratadas como
entidades que usan los recursos para obtener su procesamiento o
manejo. Las interacciones dinámicas en los FMS son modeladas
verificando su apego a pre-condición anexado al estado de estas
entidades y recursos. Entre los esquemas de Entidad-Recurso podemos
enunciar las presentadas en las figuras 7 y 8. Conocidas como modelo
de colas.[Modelos Markovianos, Leonard E. Baum, 1960]
FIGURA 7. MODELO DE COLA DE RED DE ESPERA ABIERTA
FIGURA 8. MODELO DE COLA DE RED DE ESPERA CERRADA [Modelos Markovianos, Leonard E. Baum, 1960]
M1
M2
M3
ARRIBO DE PARTES PARTES
MANUFACTURADAS
q2 = 1 – q1
q1
M1
M2
M3
q1
q2
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2.2.4. Metodología de Manufactura Esbelta
El Sistema de Manufactura Esbelta es esencialmente un sistema integrado de
producción, el cual busca la eliminación de toda clase de desperdicio,
estableciendo un flujo continuo a través de todo el proceso, siendo lo
suficientemente flexible para ser adaptado a los cambios del mercado con el
apoyo de diversas metodologías de mejora, como se muestra en la Tabla 4.
TABLA 4. METODOLOGIA PARA IMPLANTAR UN SISTEMA DE MANUFACTURA
ESBELTA EN PLANTAS MEXICANAS [Bednarek y Niño, 2008].
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2.2.5 Modelos Analógicos al Proyecto
Modelo de Colas: Se basa en la teoría matemática de colas.
Simulaciones Discretas: Simulación por ordenador del sistema. Suele
dar resultados relativamente fiables.
Modelos Heurísticos: Basados en aproximaciones analíticas.
Modelos Deterministas: Muy utilizados y estudiados. Como el modelo
Bottleneck Model (modelo de cuello de botella), y Extended Bottleneck
Model, consiste en que la estacióncuya tasa de producción es menor a
la del resto de estaciones del sistema, tiene unautilización del 100% y
que en ningún momento se producen retrasos debido a colasde
productos. Al no ser del todo realistas estas suposiciones, se ideó el
Extended
2.2.6 Modelo Virtual
Este modelo consiste en crear laboratorios virtuales de Sistemas
Flexibles para el sector educativo. El entorno virtual depende de las
condiciones o procesos a desarrollar por los usuarios de acuerdo al perfil
de cada especialidad y se representa en la figura 9.
FIGURA 9. MODELO VIRTUAL EMPLEADO EN LA DOCENCIA [E.M. Rubio, 2001].
ENTORNO REAL (ENTES)
PRIMERA CONDICIÓN SEGUNDA CONDICIÓN TERCERA CONDICIÓN
ENTORNO VIRTUAL (MODELOS)
FUENTE DE
INFORMACIÓN
ENTES MODELOS
ENTIDADES
REGLAS DE
COMPORTAMIENTO
MEDIOS PARA GENERAR ENTIDADES Y REGLAS DE COMPORTAMIENTO
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2.2.7 Modelo Educativo por Competencias
Modelo educativo según Kaufman y Herman, 1997 debe contemplar: la
misión, el entorno y su influencia, la visión, los objetivos, las estrategias
y las acciones, y seguimiento del proyecto.
2.2.8 Otros Modelos Educativos
Hay una gran variedad de modelos educativos, dentro de los que
podemos mencionar los siguientes:
2.2.8.1 Modelo tradicional.
Se refiere principalmente a la elaboración de un programa de estudio.
Su principal actuante es el maestro, minimizando al alumno que es
tratado como objeto de aprendizaje; éste debe de memorizar una gran
cantidad de información presentada en cuestionarios, es decir, su papel
sólo es receptivo.
2.2.8.2 Modelo de Ralfh Tyler. Su principal aportación es el concepto
de objetivos. Éstos se convierten en el núcleo de los programas de
estudio, determinado todo el funcionamiento. En este modelo las
acciones del profesor están determinadas por el objetivo, así como sus
actividades (enseñanza), el alumno, por otro lado, se convierte en sujeto
de aprendizaje realizando acciones (actividades de aprendizaje) que son
registradas por el profesor. La información se presenta por medio de
objetivos, es decir se fragmentan los contenidos.
2.2.8.3 Modelo de Popham-Baker. Se refiere principalmente a la
sistematización de la enseñanza. Compara el trabajo de un científico con
el trabajo de un profesor. Éste parte de un conjunto de objetivos de
aprendizaje, selecciona los métodos y técnicas de enseñanza acordes a
los objetivos, los pone a prueba durante la clase o ciclo educativo, para
evaluar los resultados obtenidos por medio de instrumentos de
evaluación previamente seleccionados.
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El modelo educativo por competencias al enfatizar en una práctica
educativa centrada en el aprendizaje, propicia el desarrollo integral del
estudiante por competencias actualizables ya que promueve una
educación continua donde el estudiante aprende a aprender a lo largo de
la vida y a desarrollar habilidades propias.
2.2.9 Metodología Propuesta
La finalidad de este trabajo es describir, proponer y establecer las necesidades
íntegramente de los Sistemas Flexibles de Manufactura en la educación. Para
ello es necesario mostrar un método que sistematice y facilite la propuesta de
este proyecto para que complete y mejore lo existente dentro de la Escuela
Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica.
La mayoría de las metodologías están dirigidas al sector productivo, para el
Diseño Conceptual del Laboratorio de Sistemas Flexibles de Manufactura, se
utiliza una metodología básica para el desarrollo de sistemas la cual plasma en
síntesis, el enfoque de sistemas “o de relativo a un sistema visto como un todo”
[Checklan P., Scholes J., 1994], en un proceso de fluido cibernético dinámico
activo” [Van Gigch, 1997], de retroalimentación constante y como una
combinación entre el modelo virtual y el modelo educativo por competencias;
esta metodología se muestra en la figura 10 en nueve niveles.
FIGURA 10. MARCO METODOLÓGICO PROPUESTO
MEDIO AMBIENTE INTERNO:
1. Departamento Académico de Ingeniería Eléctrica
2. Departamento Académico de Ingeniería en Comunicaciones y
Electrónica
3. Departamento Académico de Ingeniería en Control y Automatización
4. Departamento Académico de Ingeniería en Sistemas Automotrices
5. Coordinación de Laboratorios de I.C.A.
6. Jefe de Laboratorio de Robótica Industrial (CIM)
7. Sección de Estudios de Posgrado e Investigación (SEPI)
MEDIO AMBIENTE EXTERNO:
8. Unidad Politécnica de Integración Social (UPIS)
9. Proyectos Vinculados
VISIÓN SISTEMÁTICA INTEGRAL: En esta perspectiva el desempeño de la Organización se optimiza Cuando se ajusta en forma satisfactoria con la Tecnología.
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La aplicación del Modelo Educativo por Competencias, se obtiene del mapa
curricular de cada una de las carreras que integran este plantel, el cual se
estructura y se resume en la Tabla 5, para las siguientes materias:
TABLA 5. APLICACIÓN DEL MODELO EDUCATIVO POR COMPETENCIAS [Mapa Curricular de ESIME Zac, 2012].
Carrera Materia Competencias Específicas
Ing
en
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Con
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Diseñará y calculará un Servo-Sistema de uso en la
industria sus parámetros, elementos y mandos, con
señales analógicas
Aplicará los principios y leyes que rigen el
comportamiento de los amplificadores operacionales,
para hacer arreglos de controladores de Servo
sistemas basándose en las distintas configuraciones.
Explicará las principales características de las
Máquinas Eléctricas y analizará estos elementos
electromecánicos mediante los modelos matemáticos
que los rigen.
Calculará y probará las consideraciones técnicas de
los servomotores para un mejor desempeño.
Calculará y seleccionará las diferentes redes de
estabilización de fase aplicadas a los
servomecanismos.
Calculará los diferentes componentes que constituyen
un servo-sistema.
Diseñará un servo-sistema aplicado a un proceso
industrial de posición, velocidad o aceleración, como
proyecto final.
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Carrera Materia Competencias Específicas
Con
trol con
uso
de
PLC
Aplicará los dispositivos y sistemas más comunes
utilizados en el control de maquinaria y procesos
industriales en problemas de diseño relacionados con
la automatización de procesos.
Aplicará los principios y leyes que rigen el
comportamiento de los diferentes tipos de sensores
existentes en simulaciones y prácticas de detección
dentro del laboratorio.
Aplicará tecnologías de control usando elementos de
sistemas electromecánicos, para el arranque de
motores eléctricos, también propondrá aplicaciones
con sistemas hidráulicos, neumáticos e híbridos.
Aplicará tecnologías de control usando elementos de
sistemas electromecánicos, para el arranque de
motores eléctricos, también propondrá aplicaciones
con sistemas hidráulicos, neumáticos e híbridos.
Realizará pruebas con diferentes métodos para el
acoplamiento de señales de baja y alta potencia por
medios de aislamiento óptico.
Identificará la arquitectura de controladores lógicos
programables, enlistará los tipo de lenguajes de
programación para PLC’s, y valorará los criterios para
la selección y dimensionamiento de los controladores
lógicos programables.
Integrará una máquina o sistema automático para
aplicaciones industriales, efectuando una selección de
equipo de control o potencia y justificará cada uno de los
equipos seleccionados con bases técnicas y económicas.
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Carrera Materia Competencias Específicas
Instr
um
enta
ció
n d
e P
roce
so
s
Aplicará los principios de la Instrumentación de
Procesos industriales prácticos para
instrumentar un sistema de control con el
manejo de variables de temperatura, presión,
nivel, flujo y elementos finales de control.
Aplicará los conceptos de metrología en la
especificación de los instrumentos de medición y
cálculo de válvulas, utilizando las diversas
unidades de medición. Aplicará la codificación e
identificación de los Instrumentos de procesos
de acuerdo a las normas ISA (Instruments
Society of American).
Analizará la variable temperatura para
instrumentar un proceso industrial de casos
prácticos.
Analizará la variable presión para instrumentar
un proceso industrial de casos prácticos.
Analizará la variable nivel para instrumentar un
proceso industrial de caso prácticos.
Analizará la variable flujo para instrumentar un
proceso industrial de caso prácticos.
Seleccionará el tipo de control, dimensionará y
calculará la capacidad de una válvula para un lazo
simple y/o complejo.
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Carrera Materia Competencias Específicas
Ingen
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tom
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Maq
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as E
léct
rica
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Comprobará el funcionamiento y desempeño de
las máquinas que operan con corriente directa,
bajo previo análisis de los componentes y
características de las diferentes clases y tipo de
motores que se emplean en maquinaria y
procesos industriales.
Identificará que es un sistema de campo
magnético y los elementos que lo integran e
interactúan con el exterior.
Aplicará los elementos y componentes básicos
de una maquina rotatoria, haciendo uso de los
conceptos de un sistema de campo magnético.
Identificará los componentes del motor de
corriente directa, en los tipo de conexión serie,
paralelo y compuesto, indicando las ventas y
desventajas de cada una de las conexiones del
motor.
Identificará los elementos que integran un
servomotor, así como su selección, aplicación,
instalación, control y sus elementos auxiliares de
control.
Empleará los componentes de las máquinas de
reluctancia variable, giratorias y lineales, así como
los diferentes tipos y clases de motores a pasos;
previo análisis, y aplicación adecuada de los
diferentes controladores e interfaces de control
para los motores VR y SM.
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Carrera Materia Competencias Específicas
Maq
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as E
léct
rica
s II
Seleccionará las máquinas y sistemas de protección
para un control eficaz y eficiente de las
configuraciones del generador o motor, previa
descripción de su funcionamiento y justificación de
los problemas asociados al empleo de los diferentes
tipos de motores.
Describirá cómo se genera la corriente alterna en
sus distintas modalidades, así como el
funcionamiento y control de un generador de
corriente alterna. Aplicará sus características de
arranque y operación en forma general.
Aplicará los conceptos, características y
condiciones operativas para conectar los
generadores de corriente alterna en paralelo.
Explicará su arranque, control, operación y medición
de parámetros eléctricos; con carga eléctrica y en
vacío.
Identificará los componentes del motor síncrono, así
como sus principios de funcionamiento, arranque,
control y aplicaciones dentro de un sistema de
control.
Diferenciará los componentes de la máquina, su
funcionamiento, aplicaciones, así como los
diferentes tipos de conexiones monofásicas y/o
trifásicas. Seleccionar la capacidad, protección
primaria y secundaria en las situaciones que se le
presenten en ejemplos tipo.
Identificará los elementos correspondientes a este
tipo de máquina, así como el funcionamiento y a los
circuitos básicos de operación, arranque y control;
seleccionando el empleo de dispositivos
electromagnéticos y/o electrónicos.
Justificará los problemas asociados con el uso de los
diferentes tipos de motores monofásicos en las
diferentes aplicaciones, utilizando los circuitos de
control en su arranque, paro y protección.
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Carrera Materia Competencias Específicas
Contr
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Máq
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Pro
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rico
s
Diseñará el control de Máquinas Eléctricas, bajo
el análisis de elementos electromagnéticos,
mecánicos, neumáticos, e hidráulicos en el
contexto de los Sistemas de Procesos Eléctricos
y de su influencia en la estabilidad de sistemas,
a través de la regulación de los parámetros
fundamentales de funcionamiento e
implementación de protecciones.
Describirá el control electromagnético,
incluyendo: simbología, instalación eléctrica,
interruptores, contactores, relevadores en
general, elementos de sobrecarga y control, sus
combinaciones, de mando y sus aplicaciones.
Describirá los diferentes elementos y circuitos
de control del tipo electrónico en lo referente a
su operación, construcción, selección; aplicados
en el control de motores eléctricos.
Aplicará las técnicas de control de máquinas de
corriente alterna, síncronas, asíncronas y de
corriente directa, así como los elementos de
control electromagnético y electrónico en el
accionamiento y regulación en procesos
industriales.
Diseñará circuitos Neumáticos e Hidráulicos
aplicados a sistemas de control
electroneumático y electrohidráulico a través de
elementos de mandos y control
electromecánicos y electrónicos.
Aplicará los conceptos del control
electromagnético, electrónico, neumático e
hidráulico en procesos eléctricos de tipo genéricos
y específicos.
“DISEÑO DE UN MODELO CONCEPTUAL PARA EL LABORATORIO DE SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA PARA LA ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD ZACATENCO”
Ing. Alfredo Contreras Mondragón Tesis 24
Carrera Materia Competencias Específicas
Pla
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Man
tenim
iento
Diseñará un Sistema de Mantenimiento
Tradicional o Mantenimiento Productivo Total
(T.P.M.) mediante la implementación de
soluciones a problemas particulares, acordes a
las necesidades específicas de la organización
en estudio.
Describirá los diferentes tipos de mantenimiento
y elaborará el esquema del mantenimiento
productivo total.
Elaborará un sistema de mantenimiento con una
visión sistémica para mejora continua en los
sectores productivos o de servicios como medio
para hacerlos más eficientes.
Diseñará un Sistema de Mantenimiento de
acuerdo a las necesidades específicas de la
organización en estudio, aplicando las
herramientas técnicas.
Seleccionará las herramientas estadísticas y
auxiliares necesarias que requiera aplicar en la
implementación, implantación y control de un
sistema de mantenimiento.
Determinará la viabilidad de un sistema de
mantenimiento a través de un análisis
económico.
Elaborará un proyecto aplicando los conocimientos
adquiridos en las cinco unidades anteriores, para
proponer una mejora, un nuevo proyecto y/o
actualizar un procedimiento o sistema de
mantenimiento, ya sea en el sector productivo o de
servicios.
“DISEÑO DE UN MODELO CONCEPTUAL PARA EL LABORATORIO DE SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA PARA LA ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD ZACATENCO”
Ing. Alfredo Contreras Mondragón Tesis 25
Carrera Materia Competencias Específicas
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med
ició
n.
Seleccionará el instrumento de medición
adecuado a cada variable de proceso industrial,
previa interpretación del funcionamiento del
sensor y de las necesidades de su aplicación
específica.
Aplicará los principios en que se basan los
elementos de medición como son: función, tipo,
error, transmisión, interpretación, y
determinación de criterios, en cada una de las
tecnologías actuales de medición.
Aplicará los principios en los que se basan los
diferentes elementos primarios de medición de
presión y las tecnologías usadas para la
medición y control, la determinación de las
características para la selección, calibración,
instalación y arranque.
Aplicará los principios en que se basan los
diferentes elementos captores de temperatura y
las tecnologías usadas para la medición y
control, la determinación de las características
para la selección, calibración, instalación y
arranque.
Aplicará los principios en que se basan los
diferentes sensores de flujo y las tecnologías
usadas para la medición y control, la
determinación de las características para la
selección, calibración, instalación y arranque.
Aplicará los principios en que se basan los
diferentes elementos de medición de nivel y las
tecnologías usadas para la medición y control, la
determinación de las características de selección,
calibración, instalación y arranque.
“DISEÑO DE UN MODELO CONCEPTUAL PARA EL LABORATORIO DE SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA PARA LA ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD ZACATENCO”
Ing. Alfredo Contreras Mondragón Tesis 26
Carrera Materia Competencias Específicas
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Aplicará las bases matemáticas para diseñar modelos de sistemas físicos empleando ecuaciones diferenciales, funciones de transferencia, así como su representación gráfica a través de diagramas de bloque, analizará los sistemas en estado estable y transitorio, haciendo hincapié en los conceptos de estabilidad, precisión y tiempo de respuesta. Identificará los conceptos básicos para el estudio de los sistemas automáticos o de mando retroalimentados. Diseñará modelos matemáticos que representen con bastante aproximación el comportamiento de sistemas físicos. Identificará las características de los controladores empleados usualmente en los sistemas de control. Determinará el comportamiento de los sistemas dinámicos en el dominio del tiempo, particularmente en régimen transitorio. Empleará las técnicas de respuesta a la frecuencia para analizar sistemas dinámicos de control. Aplicará el método de lugar de las raíces, para analizar y ajustar la ganancia en sistemas retroalimentados.
Aplicará el método de lugar de raíces, para análisis y
ajuste de la ganancia en sistemas retroalimentados.
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Ing. Alfredo Contreras Mondragón Tesis 27
Carrera Materia Competencias Específicas
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Describir e interpretar lo que es un Sistema
Flexible de Manufactura identifique los diferentes
tipos de Sistema Flexible de Manufactura que
existen en la actualidady ejercite sus habilidades
de investigación por medio de los diferentes
sistemas de acceso a la información con los que
contamos en la actualidad. Aprender el software
del Quest Delmia, para el desarrollo y aplicación de
prácticas reales y virtuales.
Ingen
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II
Aplicary desarrollar sus conocimientos para el
funcionamiento de un sistema flexible de
manufactura a través del desarrollo de cada una de
las etapas que lo conforman.
Construir y definir el diagrama de flujo y el cuadro
sinóptico de un Sistema Flexible de manufactura
donde se presente y explique cada una de las
etapas y elementos que intervienen en el sistema
flexible de manufactura así como la importancia de
cada uno de ellos con respecto del anterior.
Desarrollar diseños de forma real y virtual
aplicados a los Sistemas Automotrices.
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El Modelo Virtual, se propone en función de establecer las necesidades
existentes en la educación sobre Sistemas Flexibles de Manufactura en la
especialidad correspondiente, respecto a las carreras de ESIME- ZAC.
La simulación se estructura de forma integral en un entorno virtual (modelo), en
función del software propuesto: QUEST de DELMIA, el cual consiste en
desarrollar representaciones de forma gráfica de los diferentes procesos
productivos. Este laboratorio propuesto aplicará alrededor de 25 prácticas
virtuales por día (Anexo-A), de las cuales se presenta un ejemplo de ellas en el
inciso 3.4.7, denominado: Práctica Virtual No. 1.
Como resultado de este análisis y con esta propuesta, se desarrolla la siguiente
Metodología:
La Metodología para concebir el Diseño del Modelo Conceptual, será lo que
establece el Modelo Educativo por Competencia y el Modelo Virtual.
Sobre la base de los alcances mencionados de estos Modelos, se construyó la
estructura o taxonomía de la flexibilidad de una celda de manufactura, que
consiste en la clasificación de la flexibilidad propuesta para este tipo de sistema
en la educación, apegado al modelo heurístico.
En la figura 11, se observan los niveles y subniveles considerados en la
taxonomía propuesta con la finalidad de simplificar el análisis. Específicamente,
el nivel por tomar en cuenta en las celdas de manufactura y de acuerdo con los
alcances establecidos fue el nivel de proceso, dentro del cual se considera el
sub-nivel operacional y, dentro de él, los diferentes tipos o dimensiones de
flexibilidad por evaluar.
Los tipos de flexibilidad considerados fueron de acuerdo a las materias y
prácticas que se presentan en el mapa curricular de ESIME-ZAC., coordinadas
con las estaciones con que actualmente cuenta el Laboratorio de Robótica
Industrial.
Una vez construida la taxonomía de la flexibilidad se diseña la herramienta de
evaluación, las cuales se obtienen de los programas de estudio de las materias
de cada especialidad enunciadas y se basa en la implementación de los
principios del Modelo Educativo por Competencias.
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FIGURA 11. CONCEPTUALIZACIÓN PARA EL DISEÑO DEL MODELO
Si tomamos como ejemplo, el Programa de Estudio de la materia de
Control de Máquinas y Procesos Eléctricos, perteneciente al
Departamento Académico de Ingeniería en Control y Automatización, las
variables que van a ser evaluadas y sus porcentajes son los siguientes:
Evaluación, con tres exámenes departamentales y la participación del
alumno en clase, lo cual tendrá un valor del 60%. (Unidad I y II, del
Programa de Estudio).
Cada alumno elaborará y entregará un reporte técnico por práctica de
laboratorio efectuada, y el promedio de las calificaciones obtenidas
tendrá un valor del 50% (Unidad III, del Programa de Estudio).
DISEÑO DEL MODELO
NIVELES
NIVEL DE PROCESO
•Células Flexibles Modulares
•Atención a las Cuatro Especilaidades
•Simulación de Procesos Productivos
•Diseñar y Desarrollar Progranmas de Automatización
•Elaboración de Manual dePrácticas de Simulación
SUB-NIVELES
Sub-Nivel
•Modelo Actual (CIM)
•Modelo Propuesto(FMS)
•Operacional •Estación de Enlatado
•Estación de Ensamble Electrónica
•Estación de Control y Monitoreo (HMI)
• Interfaces, entre otras.
TIPOS DE FLEXIBILIDAD
FLEXIBILIDAD EN LOS RECURSOS
• Flexibilidad en las Máquinas
• Flexibilidad en los Procesos
• Flexibilidad en el Control
• Flexibilidad en los Códigos
• Flexibilidad en las Comunicaciones
• Flexibilidad en el Almacenamiento
• Flexibilidad Modular
• Flexibilidad en el Monitoreo
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La calificación definitiva, será la suma de la obtenida en la teoría y en el
laboratorio. Siempre y cuando, ambas sean aprobatorias (Unidad IV y V,
del Programa de Estudio).
La aplicación de evaluación al modelo seleccionado, permite la
determinación de la flexibilidad en los sistemas de Enlatado, Ensamble
Electrónico, Control de Visión Artificial, Identificación por Código de Barras,
Mesa de Control, Almacén Automático, Estación de Control, Monitoreo de
Interface Hombre-Máquinas, Bandas Transportadoras Modulares, Almacén
Cartesiano Automático de Materia Prima, Producto terminado e Interfaces.
La obtención de los índices de flexibilidad de la celda de manufactura
didáctica permite determinar las características críticas de los elementos de
la misma que reducen su facilidad de adaptación a los cambios. En
consecuencia, constituyen las áreas que requieren mejoras para aumentar
la flexibilidad en Laboratorios existentes, además que ayuda a definir la
enseñanza y la evaluación del rendimiento.
Con este modelo, se pone énfasis en tres componentes al interior de la
actividad docente, que son: el estudiante con sus estilos y estrategias de
aprendizaje, rasgos de personalidad y componentes motivacionales; a el
docente con su estilo de enseñanza y sus características personales; y al
contexto académico, con un perfil propio del quehacer disciplinario.
Con esta propuesta, se tiene una amplia aplicación, dentro de los sistemas
educativos y de producción, como es la:
Automatización Industrial.
Sistematización industrial.
Diseño y manufactura asistidos por computador.
Sistemas, centros y talleres Flexibles de Manufactura.
Redes de Comunicación Industriales.
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Procesos productivos con aplicaciones de control analógico, discreto e
Inteligente.
Diseño de elementos, máquinas y equipos de base industrial
Programación de controladores lógicos programables
Aplicación industrial de sensorica
Desarrollo, construcción y puesta a punto de equipos, procesos o
productos utilizando tecnologías de punta.
Diseño, desarrollo, montaje y puesta en funcionamiento de sistemas
integrales de manufactura para el desarrollo de productos novedosos.
Modernización y mantenimiento de maquinaria.
Automatización de procesos industriales.
Generación de empresas de base tecnológica.
Participación en empresas de alto componente tecnológico
Participación en procesos de enseñanza e investigación
Participación en innovaciones tecnológicas
Mantenimiento a equipos industriales
Robótica
Distribución y almacenamiento
Procesos automotrices
Gabinetes de control
Electrónica
Control
Industria automovilística, Industria Neumática e Hidráulica
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CAPÍTULO 3
SELECCIÓN Y DISEÑO CONCEPTUAL DE
CÉLULAS FLEXIBLES
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3.1 Selección de Células Flexibles
La selección de los FMS son muy demandantes al capital ya que típicamente
empiezan alrededor de 8 millones de pesos, para el sector educativo. Es por
ello que debe hacerse un análisis crítico del costo beneficio, antes de tomar
una decisión final. Este análisis deberá incluir factores como, costo del capital,
energía, materiales, mano de obra, mercado para los productos
manufacturados y fluctuaciones en la demanda anticipada para el tipo de
producto. Un factor adicional es el tiempo y esfuerzo requeridos para la
instalación y depuración del sistema. Típicamente un FMS puede tomar de 6 a
12 meses en instalarse y cuando menos 3 meses en depurar, aunque los FMS
requieren pocos o ningún operador de máquina el personal involucrado con la
operación total debe ser entrenado y altamente capacitado. Este personal
incluye Ingenieros en manufactura, programadores computacionales e
ingenieros de mantenimiento. [Huang, 2011]
Gracias a las ventajas que proporcionan los FMS muchas empresas
manufactureras y centros educativos han considerado durante mucho tiempo la
implementación de grandes sistemas dentro de sus inmuebles o planteles.
Después de analizar de forma particular lo que realiza cada célula flexible en el
trabajo real de realizar prácticas, procesos reales y virtuales; se toma la
decisión de seleccionar para este laboratorio lo siguiente.
El Laboratorio de Manufactura Flexible, será un sistema de entrenamiento
multidisciplinario el cual puede ser aprovechado por diversas áreas,
principalmente: Mecatrónica, Gestión de la producción, Mantenimiento
industrial, Electricidad, Electrónica, Automotriz, Control y Automatización.
En el laboratorio se llevan a cabo procesos diferentes:
La elaboración de estos productos se puede desarrollar en forma automática y
de manera manual, con el objetivo de hacer una comparación entre un proceso
convencional y un proceso automatizado.
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Para poder realizar lo anterior se requiere que el sistema sea modular y tenga
compatibilidad entre otros equipos, lo cual se puede llevar a cabo con este
laboratorio sin ninguna dificultad.
Con el estudio y aprovechamiento de todas las ventajas que brinda el
Laboratorio de Procesos Automatizados Integrados por Computadora
Expandible, el alumno tendrá las herramientas necesarias para poder enfrentar
los problemas que se presentan actualmente en la industria.
La selección del laboratorio de manufactura flexible está compuesta por los siguientes componentes: 3.1.1 Selección de Celdas Flexibles de manufactura (CFM).
Centro de torneado CNC.
Centro De Maquinado CNC.
Un Robot de 6 grados de libertad sobre riel invertido para manejo de materiales.
3.1.2 Sistema de Manejo de Materiales y Procesos.
Un sistema modular de banda transportadora con estaciones de paro, y transferencia de pallets.
Un almacén de materiales cartesiano automático (AS/RS).
Sistema de identificación de pallets por medio de RFID
Cabina de Pintura
Estación de ensamble
Estación de llenado y enlatado
Estación neumática de empacado
3.1.3 Estación de Control y monitoreo remoto.
Servidor de control y monitoreo (HMI).
Software 3D con escenario virtual del proceso 3.1.4 Control de calidad.
Sistema de visión para control de calidad. 3.1.5 Centro De Torneado CNC
Centro de CNC con Brazo Robot Alimentador
Centro De Maquinado CNC
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3.1.6 Un Sistema Modular de Banda Transportadora con Estaciones de
Paro y Transferencia de Pallets.
Almacén de Materiales Cartesiano Automático (AS/RS).
Sistema de Identificación de Pallets por Medio de RFID.
Estación de Proceso Cabina de Pintura
Estación de Ensamble Electrónico y Mecánico (con Robot
de 6 Grados
y Alcance 650mm).
Estación para Llevar a cabo una Tarea Completa de
Llenado y
Enlatado.
3.1.7 Estación Neumática para llevar un Proceso de Empacado.
3.1.8 Estación de Control y Monitoreo.
Servidor de Control y Monitoreo (HMI).
Software 3D con Escenario Virtual del Proceso.
3.1.9 Control de Calidad.
Sistema de Visión para Control de Calidad.
3.1.10 La Comunicación integrada del equipo, se presenta en la figura 12.
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FIGURA 12. COMUNICACIÓN INTEGRAL DE LA CÉLULA FLEXIBLE [Meyers, 2006]
3.1.11 Integración
Los puntos más importantes a tomar en cuenta para la correcta integración
son:
La materia prima y los accesorios incluidos, en cada una de las
estaciones a integrar, y que deberán ser compatibles con el resto de las
estaciones que intervengan en un mismo proceso.
Los códigos de barra que identifican cada pallet, contendrá información
compatible con los protocolos establecidos al sistema de control.
Los sensores que identifican la presencia de los pallets, en las bahías
del AS /RS están ubicados de acuerdo a las dimensiones de dichos
pallets, lo que permitirá su sensado.
La capacidad de carga del AS/ RS se encuentra definida para las
dimensiones y pesos adecuados, de los materiales manipulados en las
estaciones.
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Todos los grippers (pinzas de sujeción), ya sea de AS/ RS, Robots,
deberán estar diseñadas únicamente para los pallets y/o materiales
suministrados en los equipos.
Las bandas, transferencias y topes están diseñados para un mismo
tamaño de pallet, por lo que solo el incluido deberá ser el adecuado
para que estos sistemas de distribución y estaciones trabajen de forma
correcta.
La comunicación de los equipos deberán contener códigos de
programación que permitan la correcta transferencia de datos.
La instalación de los equipos deberá adaptada a la correcta interacción
con el resto de los equipos.
La capacitación y el soporte técnico deberá estar orientado a los equipos
que sean diseñados para su propia integración.
Todas las estaciones de trabajo que se complementan con el HMI,
Almacén AS/ RS y bandas de distribución. En el HMI se deberá realizar
la solicitud de cierto proceso, el almacén deberá alojar la materia prima
para ello, y las bandas deberán distribuir los materiales hasta su
correspondiente estación.
Bandas modulares que nos permitan simular distintas configuraciones
En la figura 13 se muestra la integración del Sistema Flexible de
Manufactura desde el punto de vista de un proceso de control.
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FIGURA 13. INTEGRACIÓN DEL SISTEMA FLEXIBLE DE MANUFACTURA
ALUMNOS Y
PROFESORES
PRODUCTO
FINAL
REAL
VIRTUAL
ESCUELA
PROCESO
ESTACIÓN
DE TRABAJO
CELDA FLEXIBLE
LABORATORIO
DE FMS
ESPECIFICACIONES
CANTIDAD DE PROCESOS
PROGRAMACIÓN
ADMINISTRACIÓN
DE EQUIPO
PRÁCTICAS
Y PROYECTOS
ENSAMBLE
PARTES
CALIDAD
RENDIMIENTO
DEMORA
ALAMACEN
VINCULACIÓN
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3.2 Diseño Conceptual de Células Flexibles
La implementación de un FMS requiere una inversión elevada de capital por
parte de la empresa o de un centro educativo. Por este motivo, una
planificación exhaustiva es muy importante ya que el diseño previo podrá
determinar la eficiencia final del sistema.
También resulta altamente recomendable tener en cuenta, desde un
principio, todos los recursos necesarios para un correcto funcionamiento del
sistema como lo serían máquinas, partes, pallets y operarios calificados.
Para la planificación de un Sistema Flexible de Manufactura deben de
considerarse las diferentes variaciones de estilos de partes y/o productos.
Un FMS debe estar diseñado para una variedad limitada de tipos de partes.
Por este motivo, en la planificación se deberá definir esa variedad de
productos. También se definirá la familia de productos a producir.
Características físicas: El peso y tamaño de las piezas a procesar
determinarán el tamaño de las máquinas, estaciones y sistemas de
transporte.
Volumen de producción: La tasa de producción deseada determinará el
número de máquinas requeridas así como las características que deberá
tener el sistema de transporte (configuración y velocidad).
3.2.1 Decisión del Diseño Conceptual Tipos de estaciones:
Aplicación de diferentes modelos de estaciones.
Configuración de celdas:
Según la variedad de productos a procesar se elegirán diferentes
configuraciones de celdas.
Sistema de transporte:
Elección de los sistemas primarios y secundarios de transporte:
Dependerá fuertemente de la configuración de celdas elegida en el paso
anterior.
Capacidad de almacenaje:
Se recomienda planificar la cantidad óptima para el sistema y, en
consecuencia, seleccionar la capacidad de almacenaje.
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Ing. Alfredo Contreras Mondragón Tesis 40
Herramientas: Se deberán considerar los tipos y cantidades de herramientas
necesarias para procesar los productos.
Cuestiones Operacionales:
Una vez instalado el FMS, éste requerirá una optimización y puesta a punto
para satisfacer los objetivos establecidos en la planificación. Para ello se
deberán solucionar algunos problemas como:
Agrupación y Enrutamiento de partes: Se deberá intentar reducir al máximo
el tiempo de transporte y el WIP e intentar llegar a una utilización de las
máquinas cercana al 100%.
Gestión de herramientas, material y personal: En este apartado se incluyen
la renovación de herramientas, el control del inventario, la optimización del
programa de control central del sistema y las medidas de seguridad
aplicables a la fábrica.
El diseño conceptual de cedulas flexibles se propone también tomando en
cuenta las necesidades de las diferentes prácticas y aplicaciones que se
realizaran en este laboratorio, como se presenta en las siguientes figuras.
FIGURA 14. CONFIGURACIÓN DE UN SISTEMA FLEXIBLE DE MANUFACTURA
“DISEÑO DE UN MODELO CONCEPTUAL PARA EL LABORATORIO DE SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA PARA LA ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD ZACATENCO”
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FIGURA 15. DISEÑOS ESPECIALES
FIGURA 16. INTEGRACIONES ESPECIALES
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3.3 Resultados
La Selección y Diseño Conceptual de Células Flexibles, trae como resultado
optimizar el Laboratorio de Robótica Industrial existente, para convertirlo en un
Sistema Flexible de Manufactura, que tenga la capacidad de aumentar en
forma modular las estaciones correspondientes a un Almacén Cartesiano
Automático de Materia Prima y Producto terminado; Estación de Control y
Monitoreo (HMI); Mesa de Control con Visión Artificial, Una Estación de
Enlatado, Una Estación de Ensamble Electrónica, Bandas Transportadoras
Modulares, Interfaces para el Trabajo Integral de todas y cada una de las
Células, y sobre todo que se pueda incrementar a otras Células Flexibles,
como Soldadura, Diseño de Herramienta, Perforación y Diseño de Plataformas
de Acero, entre otras. En la Figura 17, se muestra el resultado del Modelo
Conceptual para el Laboratorio de Sistemas Flexibles de Manufactura.
FIGURA 17. RESULTADO DEL SISTEMA FLEXIBLE DE MANUFACTURA PROPUESTO
NOTA: Lo subrayado es la propuesta y lo no subrayado es lo existente.
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Ing. Alfredo Contreras Mondragón Tesis 43
3.4 Operación
La operación de los diferentes equipos está constituida en función de la
aplicación de cada uno de ellos, de acuerdo a los procesos que se desarrollan
en cada una de las células flexibles, como se indica.
3.4.1 CNC
Conjunto de partes mecánicas y eléctricas, que transforman materiales
sólidos por medio del desbaste apoyándose de herramientas de corte.
Esta máquina de Control Numérico Computarizado (CNC) se integra con
el robot por medio de entradas y salidas; también la máquina de CNC
deberá de cumplir con algunas dimensiones, las cuales son necesarias
para que el Robot pueda cargar y descargar dicha máquina.
3.4.2 ROBOT
El Robot realiza la función de cargar y descargar la(s) máquina (s) de
CNC.
El Robot estará montado sobre una estructura (Gantry) con la finalidad
de poderle brindar una mayor área de trabajo al mismo.
El robot controla un servomotor, el cual le ayuda a desplazarse en el
propio gantry.
También Este Robot estará integrado con las bandas, por medio de un
protocolo de comunicación de profibus, esto con la finalidad de poder
saber el momento en el cual llega un pallet a la posición del robot.
Mecánicamente el Robot deberá de contar con una distancia ideal, esto
con la finalidad de poder ser capaz de alcanzar el pallet de las bandas,
también el gripper del robot tendrá que tener las dimensiones necesarias
para poder manipular el pallet y la materia prima si ningún problema.
3.4.3 GANTRY
El Gantry es un módulo que permite ampliar el volumen de producción.
Es la aplicación de un eje más al robot, y por tal razón quien controla al
mismo es el robot.
El robot es colocado en forma invertida de esta manera se podrá operar
las maquinas independientemente evitando que el riel nos estorbe.
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Ing. Alfredo Contreras Mondragón Tesis 44
3.4.4 HMI
El HMI es una interface Hombre maquina el cual nos ayuda a
monitorear y controlar variables de otras estaciones.
La comunicación es por medio del PC-Adapter a un PLC.
La comunicación de las demás estaciones es por medio del protocolo de
profibus.
El HMI deberá de controlar y monitorear las estaciones de procesos a
integrar, y al PLC maestro.
Modifica y monitorea el flujo de los materiales suministrados por el
Almacén.
Modifica y Monitorea la velocidad y posición con la cual los pallets se
desplazan en las bandas.
Monitorea el estado de las máquinas de CNC.
Monitorea y Modifica los materiales que el robot procesara en las CNC.
Monitorea y Modifica el peso y el flujo de los materiales procesados por
las estaciones a integrar.
3.4.5 RED DE CÓMPUTO
La red de cómputo nos permitirá tener las computadoras de las
estaciones del HMI, ROBOT, estaciones a integrar, Almacén y estación
central enlazados entre sí.
3.4.6 PRACTICAS
Las prácticas estarán elaboradas de acuerdo a la compatibilidad con las
estaciones de trabajo, estas incluyen direcciones y modos de
comunicación entre los equipos con los cuales se integra el CNC y el
Robot.
También deberá contar con la información necesaria para poder realizar
prácticas y la programación del CNC y del Robot, tanto en forma
independiente como de forma integrada.
En resumen en la figura 18, se presenta de forma esquemática la
operación de un Sistema Flexible de Manufactura.
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FIGURA 18. REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE UN SISTEMA FLEXIBLE DE MANUFACTURA
La descripción de cada una de las líneas del proceso esquemático, se describe
en la tabla 6.
HMI
RED
DECÓMPU
TO
PRACTICAS
BANDAS
ALMACEN
AS/RS
ENLATADO
(CÉLULA FLEXIBLE)
CNC
ROBOT
GANTRY
A
B
C D
E F
G
H
I
J
K
K
K
K
K
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Ing. Alfredo Contreras Mondragón Tesis 46
TABLA 6. PROCESO ESQUEMÁTICO DE UN SISTEMA FLEXIBLE DE MANUFACTURA
A
Identificación de elementos, sentidos y ejes. Compensación de herramienta. Trayectoria sencilla (careado) Ejercicios en corte en un solo nivel. Trayectoria compleja con múltiples herramientas Múltiples ceros de trabajo
B
Diferentes sistemas de movimiento para el robot, e identificación de elementos.
Programa básico gestual Programa básico con variables numéricas Programa básico con integración externa Programa complejo gestual Programa complejo con variables numéricas Programa complejo con integración externa
C
SEÑALES DE ENTRADA
Puerta abierta Puerta cerrada Mordaza abierta Mordaza cerrada Ciclo en proceso
D
SEÑALES DE SALIDA
Abrir puerta Cerrar puerta Abrir mordaza Cerrar mordaza Iniciar ciclo
E
Red Device Net Protocolo de comunicación industrial, bidireccional Estado del controlador del motor
F
Parada de emergencia Señal de seguridad
G
Red PROFIBUS
Protocolo de comunicación industrial bidireccional Estado maquina CNC Estado de Robot
H
Red PROFIBUS
Protocolo de comunicación industrial bidireccional Estado del PLC Estado de manipuladores
I
Red PROFIBUS
Protocolo de comunicación industrial bidireccional Sensor de bahías Estado de PLC Estado del controlador de motores
J
Interfaz MPI
Protocolo de comunicación industrial bidireccional (SIEMENS) Visualización de bandas Visualización de enlatado Visualización de robot Visualización de maquina CNC
K Red LAN
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Ing. Alfredo Contreras Mondragón Tesis 47
3.4.7 Práctica Virtual
Con este modelo conceptual, se pueden realizar prácticas de forma virtual en
donde el alumno puede operar cada una de las células flexibles de forma
individual o en conjunto, además de desarrollar ciertos procesos de
automatización, a fin de analizarlos, describirlos, simularlos y predecirlos.
Como se muestra en la Práctica Virtual No. 1, siguiente:
3.4.8 Práctica Virtual No. 1.
3.4.8.1 Objetivo
Al término de esta práctica el alumno habrá adquirido los conocimientos
necesarios para lacreación de modelos básicos de simulación en QUEST;
aprenderá a generar y definir elementos talescomo almacenes de alimentación
(source), almacenes de espera (buffer), máquinas de trabajo (machine),
almacenes de salida (skin), de igual manera será capaz de lograr la interacción
entre loselementos ya mencionados para la realización de un proceso de
manufactura.
3.4.8.2 Equipo
Computadora personal
Simulador
Fuente: Software DELMIA/QUEST D5R12SP4
3.4.8.3 Desarrollo
Se desea realizar la construcción de un modelo que simule el proceso de
elaboración de un engrane. Elproceso inicia cuando el almacén de materia
prima alimenta un torno horizontal donde se lleva a cabo eldimensionamiento
de la pieza, al término de este, la pieza se dirige hacia la fresadora para que se
lerealice el dentado y por último nuestro engrane es guardado en un almacén
de producto terminado, como se muestra en la figura 19.
3.4.8.4 Encendido del equipo.
Encienda CPU y Monitor.
Presione Alt + Control + Supr e introduzca Delmia “X” en la contraseña donde
“X”corresponde al número de máquina que utiliza.Localizar en el escritorio el
icono de QUEST y entrar al programa haciendo doble clic en este icono.
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FIGURA 19. SIMULACIÓN DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DE UN ENGRANE [Rojas, 1999]
3.4.8.5 Configuración del área de trabajo (12.00 mts. x 9.00 mts):
Limpiar y resetear el área de trabajo.
Se realiza como forma preventiva para asegurarse que el área de trabajo no
presente ninguna modificación.
Seleccione File | Clear World. Aparecerá un cuadro de dialogo pidiendo la
confirmación de la orden mediante el siguiente mensaje: Clear World? Se
selecciona Si para confirmar la orden.
Seleccione File | ResetWorld. Al igual que en el paso anterior aparecerá un
cuadro dialogo pidiendo la confirmación de la orden. En la cual se selecciona Si
para confirma la orden, ver figura 20.
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FIGURA 20. CONFIGURACIÓN DEL ÁREA DE TRABAJO
3.4.8.6 Configuración de unidades
Se proponen las unidades de tiempo y medición con las cuales se va a trabajar.
Seleccione Run | Simulate | Time Units | Ok. Aparecerá un cuadro de diálogo
con el título
“Time Units”; en el que se realizaran los cambios necesarios para la
configuración del tiempo.
Para este caso completar dicho cuadro de acuerdo a figura21.
FIGURA 21. CONFIGURACIÓN DE UNIDADES DE TIEMPO
Seleccione Tools | Measure |Units. En el cuadro de diálogo que aparece se
configuran lasunidades de medición. Para esta práctica completar de acuerdo a
figura 22.
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FIGURA 22. CONFIGURACIÓN DE UNIDADES DE MEDICIÓN
Para facilitar la elaboración del modelo es recomendable que configure el área
de trabajo en vistasuperior.
SeleccioneView |Standard View | Top | Ok | Cancel.
Seleccione Fly.
Posicione el puntero del Mouse en el centro de la pantalla y presionando el
botón derecho del Mouse (RBM) sin soltarlo podrá alejar de forma tal que
pueda observar el área de trabajo cómodamente, para poder acercar
nuevamente el área de trabajo presione el botón izquierdo del Mouse (LBM) sin
soltarlo y debe aparecer la pantalla de la PC, como en la figura 23.
FIGURA 23. SIMULACIÓN DEL PROCESO EN VISTA DIFERENTE
Nota: Para regresar a la configuración inicial resetee el área de trabajo.
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3.4.8.7 Creación de las partes de trabajo.
Refiere a las partes que conforman el trabajo a realizar. Para este caso solo se
ocupara una parte.
Seleccione Model | Build | Part Class | Create Modify. Se presenta un cuadro
de diálogo conel cual se configura la pieza. En Name se pondrá el nombre de
la parte a trabajar. En este casoEngrane.
Del mismo cuadro de diálogo seleccione Display | Attributes | Color.
Seleccionar color(Grey). Dar Ok a todas las ventanas que aparecieron para
este procedimiento, este dialogo se presenta en la figura24.
FIGURA 24. CREACIÓN DE LAS PARTES DE TRABAJO
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3.4.8.8 Creación del Almacén. (Source)
Seleccione Model | Build | ElementClass | Source. En el cuadro de diálogo
que aparece poner en Name: Almacén.
Del mismo cuadro de diálogo seleccione IAT | Exponential. Aparece un nuevo
cuadro de diálogo en el que se darán los siguientes valores, según figura25.
FIGURA 25. CANTIDAD DE PIEZAS
El almacén ha sido creado, para colocarlo hacer clic en el lugar deseado sobre
el área de trabajo. Una vez colocado, se puede mover seleccionando Trn, con
el botón izquierdo del Mouse (LMB) se podrá mover sobre el eje de las “X” y
con el botón medio del Mouse (MMB) se puede mover a lo largo del eje de las
“Y”. Tome como referencia la figura 19.
3.4.8.9 Creación de máquinas. (Machine).
Para la creación de la Máquina 1:
En este caso se crearán dos máquinas Máquina1 (Torno), Máquina 2
(Fresadora). Seleccione Model | Build | Element Class | Machine.
Del cuadro de diálogo Machine en ClassNamese colocara el nombre de
“Torno”.
Del mismo de diálogo del paso anterior seleccionar Display | 3DFile |Select
From Library |C:/Deneb/Questlib/PARTS | Gifts | Workcel |Lathe118x28x51.
Seleccione Cycle Process del cuadro de diálogo Machine.
Del nuevo cuadro que se presenta seleccione New processy en el cuadro de
definición del proceso (CycleProcessDefinition). Escribir en Name:
Dimensionado.
En el mismo cuadro de dialogo Cycle Process Definition seleccione Cycle Time
y en el cuadro de distribuciones (Distributions) seleccionar Normal | Ok y dar
los siguientes valores de acuerdo a figura26.
Colocar y acomodar del mismo modo que se colocó el almacén.
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FIGURA 26. TIEMPO DEL PROCESO
Para la creación de la Máquina 2:
Seleccione Model | Build | Element Class | Machine | New.
Del cuadro de diálogo Machine Class Namese colocara el nombre de
“Fresadora”.
Del mismo cuadro de diálogo del paso anterior seleccionar Display | 3DFile
|Select FromLibrary | C:/Deneb/Questlib/PARTS |Gifts | Workcel |
H_mill48x72x70.
Seleccione Cycle Processdel cuadro de diálogo Machine. Del Nuevo cuadro
que se presenta seleccione New process y en el cuadro de definición del
proceso (Cycle Process Definition). Escribir en Name: Dentado.
En el mismo cuadro de dialogo Cycle Process Definition seleccione Cycle Time
y en el cuadro de distribuciones (Distributions) seleccionar Normal | Ok y de
los mismos valores que en el caso del torno.
Colocar, acomodar y la fresadora se configura de acuerdo a la figura27.
FIGURA 27. CONFIGURACIÓN DE FRESADORA
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3.4.8.10 Creación del almacén de producto terminado. (Sink).
SeleccioneModel | Build | Element Class |Sink.
Del cuadro de diálogo que aparece escribir en Class Name: Terminado.
Colocar de la misma forma que el almacén y las máquinas tomando en cuenta
la figura 19. En la figura 28, se presenta la configuración del almacén.
FIGURA 28. CONFIGURACIÓN DEL ALMACÉN DE PRODUCTO TERMINADO
3.4.8.11 Creación de almacenes de espera (Buffer).
SeleccioneModel | Build | Element Class | Buffer.
En el cuadro de diálogo que aparece poner en la parte de Class Name: Tarima
En el mismo cuadro colocar el número de elementos a utilizar:
No. Elements: 3.
Seleccione Display | Color | Brown | Ok.
Coloque de igual forma que en los ejercicios anteriores, en la figura29, aparece
la configuración de la tarima.
FIGURA 29. CONFIGURACIÓN DE LA TARIMA
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3.4.8.12 Conexión de elementos.
En este punto se realizan las conexiones entre cada uno de los elementos
indicando así la secuencia de trabajo. Las conexiones se realizan elemento por
elemento.
Select Model | Build | Connections | Element.
En el cuadro de diálogo Message Window se pedirá que se señale el primer
punto de conexión, esto se hará seleccionando con el LBM el almacén de
alimentación (source), a continuación Message Window pide el punto donde
esta conexión finaliza y para ello seleccionamos ealmacén de espera(buffer)
con el LBM. De esta manera se obtiene la primera conexión.
Repetir el paso anterior cambiando el punto de inicio y fin de la conexión según
el elementocorrespondiente.
Una vez terminadas todas las conexiones seleccionar Model| Build |
Connections | Show | All Connectionsy comprobar que todos los elementos
hayan quedado conectados como se muestra en la figura 30.
FIGURA 30. CONEXIÓN DE LOS EQUIPOS
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3.4.8.13 Correr la simulación del proceso:
Seleccione Run | Simulate | Simulation | Run. Acepte los valores que por
default da la máquina. Guardar el modelo, Seleccione File | Save As
Dé nombre al modelo y guarde (Save Entity As).
3.4.8.14 Apagado del equipo
Cierre el Software QUEST D5R12SP4 de Delmia.
Apague CPU Apague monitor.
Si desea volver a correr el programa del ejemplo 1 u otro programa ir a: File –
Read Model – Elige Archivo y Run. Aparece un submenú de Simulación y dar
clic en Run y O´K.
La mejor manera de aprender y comprender el procedimiento de un modelo
virtual es realizar en forma consecutiva a través del software Quest de Delmia,
ejemplos teóricos de acuerdo a los procesos productivos reales.
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CAPÍTULO 4
REQUERIMIENTOS PARA SU VALIDACIÓN
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4.1 Normalización
El laboratorio deberá ser un proyecto llave en mano, en el cual el
proveedor deberá garantizar la completa instalación, capacitación y
puesta en marcha de todos los equipos y sistemas que lo componen.
El curso de capacitación está diseñado y se imparte bajo las Normas
Técnicas de Competencia Laboral (NTCL) con instructores acreditados
mediante juicio de competencia y/o certificado por centro de evaluación
reconocido, donde se asegura que el profesor de cada especialidad
participante, generará, a través de un método pedagógico especifico y
con el equipamiento instalado, las competencias profesionales
plasmadas en los planes de estudio.
Los temas contenidos en el curso deberán ser como mínimo los
siguientes:
Tema 1: Competencias
Tema 2: Principios de Método de Proyecto
Tema 3: Equipamiento y su aplicación curricular
Tema 4: Ejecución de proyectos
El Laboratorio deberá incluir instalación, capacitación y puesta en
marcha de todos los equipos y sistemas que lo componen y que así lo
requieran. Todos los equipos del laboratorio deberán contar con al
menos 12 meses de garantía, contados a partir de la puesta en marcha
del equipo.
Este curso proporcionará a los profesores participantes los elementos
didácticos que permitan basar su enseñanza en principios
constructivistas, que redunden en una capacidad procedimental
psicopedagógica orientada a la transferencia tecnológica. La
capacitación se concentrará en manejo del equipo y en la operación
práctica de este, misma que deberá ser realizada en el plantel por un
periodo de al menos 20 horas y para un mínimo de cinco profesores.
Se deberá presentar copia del certificado de calidad ISO: 9001 y carta
de apoyo y protocolo del fabricante de los equipos.
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Para la capacitación el licitante deberá presentar en su proposición
técnica un cronograma de capacitaciones mismo que deberá dar
comienzo al término de la instalación y proponer un curso de
capacitación en el que incluya sus instrumentos de evaluación y material
didáctico el cual deberá estar basado en la norma NUGCH002.01
anexando a su propuesta técnica carta descriptiva de este curso.
Así mismo el instructor deberá estar certificado en la norma antes
descrita y en la de Impartición de cursos de capacitación presenciales
con clave NUGCH001.01 por lo que el licitante en su propuesta técnica
deberá agregar la constancia de certificación de los instructores para
estas dos normas.
4.2 Servicio Educativo
El servicio educativo que demanda la Escuela Superior de Ingeniería
Mecánica y Eléctrica a los alumnos través de las cuatro especialidades
de este plantel se resume de forma integral en la visión y misión del
Nuevo Modelo Educativo para el Instituto Politécnico Nacional, que dice:
El Modelo Educativo propone una nueva concepcióndel proceso de
enseñanza, promoviendo una formaciónintegral y de alta calidad,
orientada hacia el estudiante y suaprendizaje. Para lograr esto se
requiere de programasformativos flexibles que incorporen la posibilidad
detránsito entre modalidades, programas, niveles y
unidadesacadémicas, así como la diversificación de los espacios de
aprendizaje la introducción de metodologías de enseñanzaque otorguen
prioridad a la innovación, la capacidadcreativa y el uso intensivo de las
tecnologías de informacióny comunicación. Una formación que capacite
a susegresados para el aprendizaje a lo largo de la vida y parael
ejercicio profesional exitoso en mercados de trabajonacional e
internacional.
Un Modelo Educativo con estascaracterísticas no se restringe a los
procesos formativos,sino que se amplía hacia las funciones sustantivas
deinvestigación, vinculación, extensión y difusión;enriqueciendo la
relación con el entorno y aprendiendo de él.
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El Modelo, retoma, redefine yconjunta las funciones tradicionales de
vinculación yextensión con funciones y actividades como la
cooperacióninternacional y la internacionalización, propiciando
formasdistintas de organización del trabajo al interior del IPN, y la
constitución de cuerpos colegiados que impulsen una relacióncon el
entorno más creativa y eficaz, a la vez que un trabajointegrador de las
funciones sustantivas y de las unidadesacadémicas. (NME-IPN, 2004).
4.3 Costo
La justificación de costos de un FMS puede subdividirse en los costos de
adquisición y los costos de operación. Los costos de adquisición deben
realizarse una sola vez, e incluyen la preparación del lugar físico, el
costo del equipo, el diseño del sistema y la preparación inicial de los
operadores. Los costos de operación son comparables a los costos de
otros tipos de plantas e incluyen programación de uso, mantenimiento,
reprogramación y actividades de control de calidad actual y bajo posibles
nuevas normas. El valor de un FMS descansa en sus aplicaciones, y
puede ser extendido u optimizado si un sistema así es adecuadamente
integrado a maquinaria convencional, la cual constituye la corriente
principal del ambiente manufacturero actual. Errores en la aplicación se
producen en gran parte debido a la falta de visión económica, ya que
para implementar el sistema debe tenerse claro cuáles son los objetivos
finales. Redefinir los proyectos es permitido ytener claro cuáles son los
objetivos finales. El costo del equipo se resume en la tabla 7.
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Ing. Alfredo Contreras Mondragón Tesis 61
TABLA 7. RESUMEN DE COSTO DEL EQUIPO
CANTIDAD C O N C E P T O P.U. IMPORTE
M.N.
1 TORNO, MODELO FEL-1440-HG, MARCA
ACRA
$ 481,114.77 $ 481,114.77
1 FRESADORA VERTICAL, MODELO FU-1A´,
MARCA ACRA
$ 239,569.08 $ 239,569.08
1 FRESADORA UNIVERSAL, MODELO FU-1B´,
MARCA ACRA
$437,797.11 $437,797.11
1 RECTIFICADORA DE SUPERFICIES, FU-1C´,
MARCA ACRA
$760,632.47 $760,632.47
1 SIERRA CINTA VERTICAL, MODELO KUB-50,
MARCA ACRA
$ 219,081.84 $ 219,081.84
1 ROLADORA DE POTENCIA MODELO EPR-
P5016, MARCA ACRA
$ 82,138.38 $ 82,138.38
1 DOBLADORA DE PISO, MODELO FKS-7212,
MARCA ACRA
$ 134,537.29 $ 134,537.29
1 CIZALLA MECANICA, MODELO FS-F5216,
MARCA ACRA
$61,584.60 $61,584.60
2 TALADRO DE COLUMNA, MEDELO DC-CH30,
MARCA CIBERLINE
$32,484.38 $64,968.75
1 SIERRA CINTA HORIZONTAL , MODELO DC-
MVS7, MARCA CIBERLINE
$ 63,112.50 $ 63,112.50
1 AFILADOR DE BROCAS, MODELO DC-
AFBRO-25, MARCA CIBERLINE
$ 30,000.00 $ 30,000.00
4 ESMERIL DE BANCO DE 8”, MEDELO DC-
BGR8, MARCA CIBERLINE
$ 3,217.50 $ 12,870.00
1 PRENSA HIDRAÚLICA, MEDELO DC-SP10M,
MARCA CIBERLINE
$ 15,468.75 $ 15,468.75
1 CORTADORA DE METALES, MEDELO DC-
J2400, MARCA CIBERLINE
$ 20,418.75 $ 20,418.75
1 COMPRESOR, MODELO DC-5V235, MARCA
CIBERLINE
$ 60,937.50 $ 60,937.50
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Ing. Alfredo Contreras Mondragón Tesis 62
CANTIDAD C O N C E P T O P.U. IMPORTE M.N.
1 HORNO FUNDIDOR DE METALES NO
FERROSO, MODELO HFCT-3G, MARCA
KLEIN
$177,265.00 $177,265.00
1 MÁQUINA PUNTEADORA, MEDELO 3481,
MARCA TECNA
$154,786.23 $154,786.23
1 KIT DE HERRAMIENTA DE MANO, MARCA
GENÉRICA
$ 313,332.03 $ 313,332.03
2 CASETA DE SOLDADURA PARA
PROCESO TIGSMAW, MODEL MI-2-
300CA/CD-AF, MARCA INFRA
$ 77,980.76 $ 155,961.52
2 CASETA DE SOLDADURA PARA
PROCESO DE MICROALAMBRE GIMAU,
MODELO MM215, MARCA INFRA
$ 54,279.46 $108,558.93
2 CASETA DE SOLDADURA PARA
PROCESO DE SOLDADURA Y OXICORTE,
MODELO 4081, MARCA INFRA
$ 27,259.73 $ 54,519.45
1 RED DE DISEÑO PARA MANUFACTURA,
MODELO DED-DIS11+1, MARCA
DEDUTEL
$ 2,257,752.23 $ 2,257,752.23
1 CENTRO DE MAQUINADO, MODELO BF1,
MARCA HASS
$ 7,609,118.02
$ 7, 609,118.02
1 CENTRO DE TORNEADO (CNC), MODELO
ST-20, MARCA HASS
1 ROBOT DE SEIS GRADOS DE LIBERTAD
PARA CARGA Y DESCARGA, MONTADO
EN FORMA INVERTIDA PARA RIEL ,
MODELO LPAIFMS-RIK, MARCA KUKA
1 BANDA MODULARES PARA LPAI,
MODELO DE-LPAIBAN, MARCA DEDUTEL
1 ALMACEN AUTOMÁTICO DE 42 BAHÍAS,
MODELO DE-LPAIASR-42S, MARCA
DEDUTEL
1 DETECCIÓN POR RFID-1, MODELO DE-
LPAIRFI, MARCA DEDUTEL
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Ing. Alfredo Contreras Mondragón Tesis 63
CANTIDAD C O N C E P T O P.U. IMPORTE M.N.
1 CABINA DE PINTURA, MODELO
DECABIPINT-KUK, MARCA DEDUTEL
$ 6,759,642.89 $ 6,759,642.89
1
MESA DE ENSAMBLE
ELÉCTRICO/ELECTRÓNICO CON
ROBOT DE 6°, MODELO DE-ENSEEKRO-
025, MARCA DEDUTEL
1 MODULO DE ENLATADO, MODELO DE-
LPAIENL, MARCA DEDUTEL
1
ESTACIÓN NEUMÁTICA, PARA
EMPACADO, MODELO DE-LPAINEU,
MARCA DEDUTEL
1 ESTACIÓN DE MONITOREO, MODELO
DE-LPAIHMI, MARCA DEDUTEL
$ 582,742.97 $ 582,742.97
1 SOFTWARE 3D, MODELO Y MARCA
GENÉRICO
1
ESTACIÓN DE VISÓN PARA CONTROL
DE CALIDAD, MODELO DE-LPAIVIS,
MARCA DEDUTEL
$ 104,051.6
$ 104,051.68
SUBTOTAL $18,988,334.35
IVA $3,038,133.5
TOTAL $22,026,467.85
NOTA: PARA CONSULTA DEL EQUIPO QUE INTEGRA ESTE PROYECTO, VER ANEXO-D
“DISEÑO DE UN MODELO CONCEPTUAL PARA EL LABORATORIO DE SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA PARA LA ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD ZACATENCO”
Ing. Alfredo Contreras Mondragón Tesis 64
A continuación se muestra el comparativo entre las propuestas de
configuración del Laboratorio de Sistemas Flexibles de Manufactura.
LABORATORIOSFMS ALMACEN
CARTESIAN
O
SISTEMA DE CÓDIGO DE BARRAS
VISIÓN
ARTIFICIAL
ENSAMBLE ENLATADO CNC HMI CONVEYOR MODULO DE
SIMULACIÓN
PROPUESTA 1
X X X X X X X
PROPUESTA 2
X X X X X X X X X
PROPUESTA 3
X X X X X X
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Ing. Alfredo Contreras Mondragón TES.MAES.DOC 65
En la tabla 8. Se muestra el comparativo económico de las cotizaciones de las
tres propuestas de las posibles configuraciones de los equipos de FMS.
TABLA 8. CUADRO COMPARATIVO
“DISEÑO DE UN MODELO CONCEPTUAL PARA EL LABORATORIO DE SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA PARA LA ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD ZACATENCO”
Ing. Alfredo Contreras Mondragón Tesis 66
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
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Ing. Alfredo Contreras Mondragón Tesis 67
Del trabajo realizado se han obtenido las siguientes Conclusiones y
Recomendaciones.
Conclusiones:
1. Al integrar células flexibles para realizar ciertos proyectos de forma
virtual, se pueden satisfacer las necesidades de un centro educativo en
el aspecto didáctico en donde los alumnos pueden realizar prácticas de
una forma sencilla y segura.
2. Se ha puesto de manifiesto la importancia que tiene la simulación virtual
en el ámbito de la Fabricación desde las perspectivas estratégica,
formativa y de calidad.
3. El diseño de este modelo, puede desarrollar proyectos o prácticas
cumpliendo con la normalización actual y la calidad requerida en base a
la norma ISO-9000.
4. Se pueden colocar módulos de células flexibles adicionales al
Laboratorio actual, para la operación e integración futura dentro del
sector educativo.
5. Con este proyecto, se pueden optimizar los recursos existentes, para
que se realicen prácticas virtuales y desarrollar proyectos productivos a
través de las cuatro carreras que imparte la Escuela Superior de
Ingeniería Mecánica y Eléctrica.
“DISEÑO DE UN MODELO CONCEPTUAL PARA EL LABORATORIO DE SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA PARA LA ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD ZACATENCO”
Ing. Alfredo Contreras Mondragón Tesis 68
Recomendaciones:
1. Este proyecto puede desarrollarse de una forma modular, es decir, se
pueden ir adquiriendo los equipos de acuerdo a las necesidades de cada
especialidad que tenga una escuela.
2. Esta propuesta de diseño, es adaptable al Laboratorio de Robótica Industrial
del Departamento Académico de Ingeniería en Control y Automatización.
3. Para tener un Laboratorio de Sistemas Flexibles de Manufactura al 100% de
su capacidad se propone adquirir un Taller de Máquinas y Herramientas
Digitalizado, para tener la facilidad de competencia productiva.
4. Para la correcta coordinación de este Laboratorio, se recomienda capacitar
y certificar, a profesores e investigadores, para estar a la vanguardia de esta
tecnología y cumplan con las Normas Técnicas de Competencia Laboral
(NTCL).
5. Formar cada ciclo escolar un grupo de alumnos de octavo y noveno
semestre de las cuatro carreras de este plantel, que se interesen en desarrollar
proyectos terminales respecto a los Sistemas Flexibles de Manufactura, para
estar siempre actualizados sobre el tema y comprender que estas células
flexibles son la mejor solución para cumplir con el Nuevo Modelo Educativo,
sobre las Estrategias de Calidad y Nuevos Modelos de Competencias.
6. Aprovechar los equipos que se encuentran en el Laboratorio de Robótica
Industrial que se localiza en el Taller de Máquinas y Herramientas;
presentando los lineamientos para la operación actual y futura del Laboratorio
existente y anexar los módulos de células flexibles, propuestas en este trabajo.
“DISEÑO DE UN MODELO CONCEPTUAL PARA EL LABORATORIO DE SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA PARA LA ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD ZACATENCO”
Ing. Alfredo Contreras Mondragón Tesis 69
6. La figura 31, muestra el modelo que resalta los beneficios de la
implementación del Sistema Flexible de Manufactura, dentro de la
Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Unidad Zacatenco,
en donde el costo para realizar este proyecto es de $ 22, 026,467.85
(VEINTIDOS MILLONES VEINTISEIS MIL CUATROCIENTOS
SESENTA Y SIETE PESOS 85/100 M.N.).
Este Modelo beneficia a los alumnos de las diferentes carreras, investigadores
y tesistas, para realizar prácticas virtuales y analizar diferentes procesos
productivos.
Obteniendo como resultado la optimización de los recursos con que cuenta el
Laboratorio de Robótica Industrial, para cumplir con el Modelo Educativo por
Competencias y lograr que el alumno adquiera habilidades, que aprenda a
conocer, a hacer, a ser y a saber convivir.
FIGURA 31. DISEÑO DEL SISTEMA FLEXIBLE DE MANUFACTURA Fuente: Apuntes y Notas de la Materia de Sistémica Transdiciplinaria.Peón, 2012]
OBJETIVO:
Optimizar los Recursos Existentes
A REALIZAR
PRÁCTICAS
AMORTIZABLE ANUALMENTE PROYECTOS VINCULADOS Y AUTOGENERADOS
FMS
MANUFACTURA FLEXIBLE
ALUMNOS
PROYECTOS
$ 22, 026, 467.85
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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www.virtual.unal.edu.co Portal de Internet, Universidad de Colombia
www.scribd.com Página de Internet de Librería Digital
www.quest.com Página de Internet del Software Quest-Delmia
www.cervantesvirtual.com Portal de Internet Biblioteca Virtual Miguel de Cervantes
www.rosakaufman.com.ar Página de Internet de Rosa Kaufman
www.abacoenred.com Página de Internet de Herman Van de Velde
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GLOSARIO
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Glosario
Término Descripción
Acción Proceso de gestión de sistemas concretos.
Adaptación Habilidad de un sistema para mantener su estructura, proceso y funciones particulares, cuando se enfrenta a cambios en el medio.
Ambiente Sistemas externos a la frontera seleccionada del sistema a intervenir. Sobre los sistemas externos o entorno no se puede ejercer control.
Analógico Característica que se presenta de manera continua en el tiempo, la evolución de una magnitud.
Aprendizaje Forma de adquisición de conocimientos a través del estudio y la reflexión sobre las experiencias.
Automatización Se refiere a una amplia variedad de sistemas y procesos que operan con una mínima o sin intervención del ser humano. En los más modernos sistemas de automatización, el control de las maquinas es realizado por ellas mismas gracias a sensores de control que le permiten percibir cambios en su entorno, como son temperatura, volumen y fluidez de corriente eléctrica entre otros, los sensores le permiten a la maquina realizar los ajustes necesarios para poder compensar estos cambios.
Banda transportadora Tira circular de hule, que se utiliza para transportar material, objetos, entre otros.
CAD Diseño Asistido por Computadora
Calidad
Término que encierra un sinónimo de garantía y seguridad al momento de adquirir un producto o servicio, la calidad es vital para el consumidor ya que ella da tranquilidad, satisfacción y hasta un status a los que adquieren un producto o servicio.
CFM Celdas Flexibles de Manufactura
Calidad Integral y
Sustentable
Proceso cuantitativo y cualitativo de calidad total con visión estratégica a largo plazo o sustentable.
CIM Centro Integral de Manufactura
Comunicación Intercambio de información que fluye de forma multidireccional según el tamaño del grupo. Es la transducción que existe entre dos sistemas o un sistema y un subsistema, o un sistema concreto y uno abstracto, o modelo, en un proceso cibernético.
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Glosario
Término Descripción
Control Actividades de diseño de sistemas, por las cuales se mantiene un sistema dentro de límites de equilibrio viable.
Costos Es un recurso que se sacrifica o a lo que se renuncia para alcanzar un objetivo específico.
CNC Control Numérico Computarizado.
CPU Unidad Central de Procesamiento
Digital Elemento transforma cantidades y las presenta con dígitos.
Diseño de Sistemas Sinónimo de Enfoque de Sistemas y la antítesis de mejoramiento de sistemas. Utiliza información del entorno para la toma de decisiones como sistema abierto. Proceso creativo que cuestiona los supuestos en los cuales se han estructurado las formas antiguas.
Energía Facultad que tiene un cuerpo de producir trabajo.
Entorno Parte del ambiente que rodea a un sistema y con el
cual se relaciona de forma muy directa de tal forma
que cualquier cambio en el sistema modifica de
inmediato al entorno y viceversa.
Entradas, Insumos, Recursos
Son los elementos que entran al sistema y sobre los cuales se aplican los recursos.
Estructura Arquitectura estable en las relaciones entre subsistemas y sistemas.
FMS Sistema Flexible de Manufactura.
HMI Interface Hombre Máquina
Información Grados de libertad que existen en una situación
específica para elegir entre señales, símbolos,
mensajes o patrones a transmitirse. Datos integrados
con contexto que marcan diferencias significativas
entre el comportamiento del sistema concreto usando
como contexto al sistema abstracto o modelo.
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Glosario
Término Descripción
Inspección Acción de revisar minuciosamente una persona o cosa.
Marco conceptual Modelo de referencia de conceptos integrados de forma coherente.
Materia Substancia extensa, divisible, susceptible de toda clase de formas.
MEI Modelo Educativo Institucional
Microcontrolador Equipo electrónico de estado sólido que permite realizar diferentes funciones lógicas atreves de su programación.
Modelo Representación de un sistema o sistema abstracto de información resultado de un proceso de planeación.
Monoestable Dícese de único estado, que no cambia ni altera sus propiedades.
Neumática Rama de la ingeniería que se encarga del estudio y comportamiento del aire bajo diferentes condiciones.
Niveles recursivos Niveles de precisión o de detalle de un sistema.
Operador Persona que realiza los procesos no automáticos.
Planeación Es fijar el curso concreto de acción que ha de seguirse, estableciendo los principios que habrán de orientarlo. Es un proceso de toma de decisiones, de modelación.
PLC Controlador lógico Programable, equipo electrónico de estado sólido, cuenta con entradas y salidas, internamente cuenta con funciones lógicas además de pequeños circuitos de accionamiento lógico.
Proceso Es un programa en ejecución. L os procesos pueden ser cooperantes o independientes, en el primer caso se entiende que los procesos interactúan entre si y pertenecen a una misma aplicación. En el caso de procesos independientes en general se debe a que no interactúan y un proceso no requiere información de otros o bien porque son procesos que pertenecen a distintos usuarios.
Producción Conjunto de operaciones que sirven para mejorar e incrementar la utilidad o el valor de los bienes.
Pistón Pieza metálica deslizable, que está dentro de un cilindro y que se acciona mediante una presión hidráulica, neumática, mecánica o por los gases de combustión.
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.
Glosario
Término Descripción
Pulso Señal eléctrica de bajo voltaje, con forma de rectángulo y que se puede observar en un osciloscopio.
Red Proceso de comunicación permanente, abierto y dinámico en paralelo, en forma de retícula con relaciones redundantes.
Realidad El conjunto de todos los sistemas.
Retroalimentación La salida del sistema se convierte nuevamente en entrada de información a través de un ciclo cerrado.
Salidas, Productos y/o Servicios, Resultados.
Son los resultados del proceso de conversión o transformación del sistema.
Selección Dícese de la elección de una persona o cosa entre otras varias.
Señal Marca que se pone o hay en las cosas para distinguirla, conjunto de impulsos electrónicos que se transmiten atreves de un medio físico.
Sincronización Relación simultanea de dos procesos o fenómenos.
Sistema Es una reunión o conjunto de elementos relacionados con un objetivo común. Los elementos de un sistema pueden ser conceptos, objetos y sujetos. Si los elementos son conceptos entonces estamos tratando un sistema conceptual, abstracto, virtual o modelo. "Es una unión de partes o componentes, conectados en una forma organizada". "Las partes se afectan por estar en el sistema y se cambian si lo dejan". "La unión de las partes hace algo". Un sistema puede existir realmente como un agregado natural de partes componentes encontradas en la naturaleza. Es una parte de la realidad. Es la parte de la realidad que el usuario del Enfoque de Sistemas selecciona desde una óptica particular para sus fines prácticos en un momento determinado, tomando en cuenta los recursos con los que cuenta, el contexto y la coyuntura específica. Es un Holos, cada sistema tiene partes y forma parte de un sistema más amplio.
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Glosario
Término Descripción
Sistema Abierto Es aquel que se relaciona de forma dinámica con otros sistemas de su entorno con los cuales intercambia materia y energía y/o información.
Sistema Abstracto Es aquel en que todos sus elementos son conceptos
Sistema cerrado Es aquel que para fines prácticos se considera como si no tuviera medio y a través del cual ningún sistema externo será considerado puesto que para los fines que está diseñado los efectos externos son poco significativos.
Sistema consciente Aquel que puede saber que sabe.
Sistema socio técnico abierto
hombre-máquina que se interrelaciona con su entorno.
Subsistema Elemento o parte de un sistema.
Tecnología Conjunto de las diferentes técnicas de producción que se pueden aplicar en una actividad de producción determinada.
Transformación Cambio de las entradas de un sistema en salidas incrementando o disminuyendo su nivel de organización o complejidad.
Visión Artificial Es un campo de la Inteligencia Artificial que mediante la utilización de las técnicas adecuadas, permite la obtención, procesamiento y análisis de cualquier tipo de información especial obtenida a través de imágenes digitales. Con la visión artificial se pueden: Automatizar tareas repetitivas de inspección realizadas por operadores. Realizar controles de calidad de productos que no era posible verificar por métodos tradicionales. Realizar inspecciones de objetos sin contacto físico. Realizar la inspección del 100% de la producción (calidad total) a gran velocidad. Reducir el tiempo de ciclo en procesos automatizados.
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RELACIÓN DE TABLAS Y FIGURAS
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RELACIÓN DE TABLAS Y FIGURAS
Antecedentes Página
Tabla 1 Datos Generales de ESIME-ZACATENCO ii
Tabla 2 Elementos del Modelo Formal ii
Figura 1 Modelo Descriptivo Formal del Sistema Socio
Técnico Abierto
ii
Tabla 3 Tabla Sistémica ii
Figura 2 Organigrama de ESIME-ZACATENCO Ii
Figura 3 Modelo Jerárquico Lineal del Laboratorio de FMS ii
1.4 Alcance del Proyecto
Figura 4 Alcance del Proyecto 6
2.2 Marco Metodológico
Figura 5 Sistema Actual del Centro Integral de Manufactura 11
Figura 6 Ejemplo de Metodología de Transición de Estado
de dos Máquinas
12
Figura 7 Modelo de Cola de Red de Espera Abierta 13
Figura 8 Modelo de Cola de Red de Espera Cerrada 13
Tabla 4 Metodología para Implantar un Sistema de
Manufactura Esbelta en Plantas Mexicanas
14
Figura 9 Modelo Virtual 15
Figura 10 Marco Metodológico Propuesto 17
Tabla 5 Aplicación del Modelo Educativo por
Competencias
18
Figura 11 Conceptualización para el Diseño del Modelo 29
3.1 Selección de Células Flexibles
Figura 12 Comunicación Integral de la Célula Flexible 36
Figura 13 Integración del Sistema Flexible de Manufactura 38
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3.2 Diseño Conceptual de Células Flexibles Página
Figura 14 Configuración de un FMS 40
Figura 15 Diseños Especiales 41
Figura 16 Integraciones Especiales 41
3.3 Resultados
Figura 17 Resultado del FMS Propuesto 42
Figura 18 Representación Esquemática de un FMS 45
Tabla 6 Proceso Esquemático de un FMS 46
3.4.7 Práctica Virtual
Figura 19 Simulación del Proceso de Elaboración de un
Engrane
48
Figura 20 Configuración del Área de Trabajo 49
Figura 21 Configuración de Unidades de Tiempo 49
Figura 22 Configuración de Unidades de Medición 50
Figura 23 Simulación del Proceso en Vista Diferente 50
Figura 24 Creación de las Partes de trabajo 51
Figura 25 Cantidad de Piezas 52
Figura 26 Tiempo de Proceso 53
Figura 27 Configuración de la Fresadora 53
Figura 28 Configuración del Almacén de Producto Terminado 54
Figura 29 Configuración de la Tarima 54
Figura 30 Conexión de los Equipos 55
4.3 Costo
Tabla 7 Resumen de Costo del Equipo 61
Tabla 8 Cuadro Comparativo 65
Recomendaciones
Figura 31 Diseño del Sistema Flexible de Manufactura 69
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ANEXOS
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ANEXOS
ANEXO DESCRIPCIÓN
A Especificaciones Técnicas
B Cotización
C Solicitud de Apoyo del Fondo Institucional e Investigación
Científica y Desarrollo Tecnológico del Instituto Politécnico
Nacional 2013-2014
D Catálogo de Equipos
E Prácticas Virtuales
NOTA: VER CARPETA DE ANEXOS (CD)
