Documento1

2012

Instituto Tecnológico de

Cosamaloapan

CoyoPirat

[Automatización en la manufactura.] *Investigar el uso de este tipo de tecnología en las empresas establecidas en la región. *Explicar las

características, conceptos y uso de los diferentes tipos de automatización en los Sistemas y Procesos de

Manufactura de la Industria regional y establecer las condicionantes para su utilización.

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE

COSAMALOAPAN

NOMBRE DE LA MATERIA:

SISTEMAS DE MANUFACTURA

NOMBRE DEL PROFESOR:

ING. DIANA GARCIA VIDAL

NOMBRE DE LA CARRERA:

INGENIERIA INDUSTRIAL

NOMBRE DEL ALUMNO:

ING. MARTIN SANCHES CAMACHO

ING. VALENTE ISIDRO CELEDONIO MARQUEZ

GRUPO:

702-AB

LUGAR: FECHA:

COSAMALOAPAN, VER 07/12/2012

INDICE

INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………….3

TIPOS DE AUTOMATIZACIÓN…………………………………………………………4

MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA……………………………….5

TIPOS DE AUTOMITA…………………………………………………………………….7

HARDWARE Y SOFTWARE…………………………………………………………….10

INGENIERÍA CONCURRENTE………………………………………………………….14

DISEÑO CONCURRENTE E INGENIERIA SIMULTÁNEA…………………………16

EL PROCESO DE AUTOMATIZACION: ETAPAS`, PROBLEMAS,

REQUERIMIENTOS, PROCEDIMIENTOS Y RECOMENDACIONES………………..20

LA AUTOMATIZACIÓN EN LA INDUSTRIA……………………………………….....23

CONCLUSION..……………...………………………………...………………………….24

FUENTES DE INFORMACIÓN…………………………………...………………….. …25

ANEXO…………………………………………………………………………………….26

SISTEMAS DE MANUFACTURA Página 3

Introducción

Dentro del campo de la producción industrial, desde los inicios de la era industrial hasta la

actualidad, la automatización ha pasado de ser una herramienta de trabajo deseable a una

herramienta indispensable para competir en el mercado globalizado. Ningún empresario

puede omitir la automatización de sus procesos para aumentar la calidad de sus productos,

reducir los tiempos de producción, realizar tareas complejas, reducir los desperdicios o las

piezas mal fabricado y especialmente aumentar la rentabilidad. El autor, experto en el tema,

presentó a los estudiantes de ingeniería de la Universidad Rafael Landívar los principales

aspectos que el control y automatización de procesos conlleva enfatizando en la posibilidad

de realizar investigación aplicada en cada uno de los diversos campos que esta disciplina

incluye.


TIPOS DE AUTOMATIZACIÓN:

1. Automatización fija.- Las características típicas son:

� Fuerte inversión inicial para equipo de ingeniería.

� Altos índices de producción.

� Relativamente inflexible en adaptarse a cambios en el producto.

La justificación económica para la automatización fija se encuentra en productos con grandes

índices de demanda y volumen.

2. Automatización programable.- Las características típicas son:

� Fuerte inversión en equipo general.

� Índices bajos de producción para la automatización fija.

� Flexibilidad para lidiar con cambios en la configuración del producto.

� Conveniente para la producción en montones.

3. Automatización flexible.- Las características típicas pueden resumirse como sigue:

� Fuerte inversión para equipo de ingeniería.

� Producción continua de mezclas variables de productos.

� Índices de producción media.

� Flexibilidad para lidiar con las variaciones en diseño del producto.

4. Las características esenciales que distinguen la automatización flexible de la programable son:

� Capacidad para cambiar partes del programa sin perder tiempo.

� Capacidad para cambiar sobre algo establecido físicamente asimismo sin perder

tiempo de producción.


MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA

El término manufactura integrada por computadora ha sido creada para denotar el uso persuasivo de

computadoras para diseñar productos, planear la producción, controlar las operaciones y llevar a

cabo el rendimiento de varios negocios relativos a la funciones necesitados en una firma de

manufactura.

Las diferencias entre automatización y manufactura integrada por computadora es que la

automatización está relacionada con las actividades físicas en la manufactura; los sistemas de

producción automatizada están diseñados para ejecutar el procesamiento, montaje, manejo de

material y actividades de inspección con poca o nula participación humana. La manufactura

integrada por computadora está más relacionada con las funciones de información de

procesamiento que son requeridas para apoyar las operaciones de producción además involucra el

uso de sistemas por computadora para llevar a cabo los cuatro tipos de funciones de información de

procesamiento.

RAZONES PARA LA AUTOMATIZACIÓN

� Incrementa la productividad

� Alto costo de mano de obra

� Mano de obra escasa

� Tendencia de mano de obra con respecto al sector de servicios

� Seguridad

� Alto costo de materiales en bruto

� Mejora la calidad del producto

� Reduce el tiempo de manufactura

� Reducción del proceso de inventarios

� Alto costo de la no automatización

Todos estos elementos actúan conjuntamente para hacer de la producción automatizada una

atractiva alternativa para métodos manuales de manufactura.

Argumentos a favor y en contra de la automatización


En contra A favor

1. La automatización resultará en la dominación

o sometimiento del ser humano por la máquina

1. La automatización es la clave para una

semana laboral más corta

2. Habrá una reducción en la fuerza laboral, con

el resultante desempleo

2. Brinda condiciones de trabajo más seguras

para el trabajador

3. La automatización reducirá el poder de

compra.

3. La producción automatizada resulta en

precios más bajos y en mejores productos

4. El crecimiento de la industria de la

automatización proveerá por si misma

oportunidades de empleo

5. Automatización es el único significado para

incrementar el nivel de vida


TIPOS DE AUTOMITA

Neumática

Este proceso de automatización se destaca por máquinas que utilizan el aire comprimido para

trabajar, hay que tomar en cuenta dos las máquinas que producen el aire comprimido y aquellas que

lo utilizan, aquellas que lo producen se llaman compresores.

Anteriormente se usaban pistones para comprimir el aire, ahora los compresores modernos utilizan

dos tornillos giratorios para comprimirlo en un solo paso. Obviamente estas máquinas utilizan el

aire como su materia prima, aunque este puede ser tratado para una mayor pureza y mejor trabajo.

Principalmente la neumática se utiliza para accionar herramientas rotativas como desarmadores y

taladros neumáticos, equipos de percusión como rompedoras, así como también en equipos de

pintura. La presión comúnmente utilizada para trabajar es de 7 Atmósferas.

Hidráulica

Son aquellas máquinas que usan fluidos para trabajar, usando mayormente áreas para moderar las

potencias. En este proceso de neumática se utilizan distintos tipos de fluidos para obtener una alta

relación de potencia y aceleración en pocas áreas.

Estás maquinas utilizan la incompresibilidad de los líquidos para generar grandes cantidades de

potencia en muy poco tiempo. Por este mismo hecho se usan máquinas neumáticas donde se

requiere mucha potencia. Usando principios hidráulicos, se aplica una determinada fuerza sobre

una determinada área, para producir un efecto de mayor potencia en la plataforma que se encuentra

del lado opuesto.

Estás máquinas pueden utilizar distintos tipos de aceites para trabajar, entre ellos destacan tres tipos,

mezclas de aceites minerales, mezclas de agua-aceites y aceites sintéticos, además, estos tienen una

doble función, aparte de generar potencia, también funcionan como lubricantes. Algunas de las

máquinas que utilizan principalmente la hidráulica son las grúas, equipos de perforación, taladros y

equipos de minería.

Mecánica

Es el uso de maquinas automáticas para sustituir principalmente las acciones humanas. Este tipo de

automatización se utiliza principalmente para sustituir las acciones humanas.


Estás máquinas transforman la energía eléctrica en energía mecánica para desarrollar algún trabajo

para el cual fueron diseñadas, este tipo de máquinas se usan generalmente para trabajos que son

repetitivos como los de corte, moldeo y troquelado entre otros, y también en aquellos tipos de

trabajos que ponen riesgo la vida del trabajador.

Electrónica

La electrónica es el campo de la ingeniería y de la física aplicada relativo al diseño y aplicación de

dispositivos, por lo general circuitos electrónicos, cuyo funcionamiento depende del flujo de

electrones para la generación, transmisión, recepción, almacenamiento de información, entre otros.

Esta información puede consistir en voz o música como en un receptor de radio, en una imagen en

una pantalla de televisión, o en números u otros datos en un ordenador o computadora.

Los circuitos electrónicos ofrecen diferentes funciones para procesar esta información, incluyendo

la amplificación de señales débiles hasta un nivel que se pueda utilizar; el generar ondas de radio; la

extracción de información, como por ejemplo la recuperación de la señal de sonido de una onda de

radio (demodulación); el control, como en el caso de introducir una señal de sonido a ondas de radio

(modulación), y operaciones lógicas, como los procesos electrónicos que tienen lugar en las

computadoras.

Aplicaciones

La introducción de los robots ha sido facilitada por la técnica de organización y división del trabajo,

sobre todo en la producción en masa, basadas en la mayor especialización, simplificación y

repetividad de las tareas productivas, lo que ha facilitado el diseño y programación de los robots.

Entre las principales aplicaciones no industriales del robot. es necesario mencionar su utilización en

plantas de energía nuclear, en le exploración submarina, la minería, construcciones, agricultura,

medicina etc.

Las principales aplicaciones industriales son las siguientes:

� Fundición en molde (die-casting). Esta fue la primera aplicación industrial.

� Soldadura de Punto. Actualmente es la principal área la presente generación de robot.

Ampliamente utilizada en la industria automotriz. En promedio, este tipo de robot. reduce a

la mitad la fuerza laboral necesaria.

� Soldaduras de Arco. No requiere de modificaciones sustanciales en el equipo de soldadura

y aumenta la flexibilidad y la velocidad.


� Moldeado por Extrusión. De gran Importancia por creciente demanda de partes

especializadas de gran complejidad y precisión.

� Forjado (Forglng). La principal aplicación es la manipulación de partes metálicas calientes.

� Aplicaciones de Prensado (press work). Partes y, panales de vehículos y estructuras de

aviones, electrodomésticos y otros productos metalmecánicos. Esta es un área de rápido

desarrollo de nuevos tipos de robot.

� Pinturas y Tratamiento de Superficies. El mejoramiento de las condiciones de trabajo y la

flexibilidad han sido las principales razones para el desarrollo de estas aplicaciones.

� Moldeado Plástico. Descarga de máquinas de inyección de moldes, carga de moldes,

paletización y empaque de moldes, etc. Alta contribución al mejoramiento de las

condiciones de trabajo, al ahorro de mano obra, a la reducción del tiempo de producción, y

al aumento de la productividad.

� Aplicaciones en la Fundición. Carga y descarga de máquinas, manejo de materiales

calientes, manejo de moldes, etc. Las difíciles condiciones de trabajo hacen necesarios los

robot., aunque ha sido muy difícil su diseño y eficacia.

� Carga y Descarga de Máquina Herramientas. Los robots aumentan la flexibilidad y

versatilidad de las máquinas herramientas y permiten su articulación entre sí. Contribuyen a

la reducción de stocks, minimizan costos del trabajo directo e indirecto, aumentan la

calidad de la producción y maximizar la utilización del equipo.

� En aparatos y maquinaria eléctrica y electrónica, juguetes, ingeniería mecánica, industrial

automotriz, etc.


HARDWARE Y SOFTWARE

ANTECEDENTES HISTORICOS

La segunda guerra en Japón y la unificación de los países europeos. Hasta el extremo de plantear su

superación por parte del complejo Japón-Cuenca del Pacífico. Efectivamente la evolución de

algunos indicadores macroeconómicos abona en favor de esta idea Hegemonía económica y

contradicción estado-capital.

Hablar de hegemonía conlleva una serie de complicaciones que van desde el contenido

necesariamente multifacético del concepto hasta la falta de rigor con que ha sido utilizado en la

teoría. La capacidad de liderazgo, pero desde la perspectiva de la construcción de consensos

planteada por Gramsci, la hegemonía económica estribaría en la capacidad para determinar el

paradigma tecnológico sobre el cual se asienta la reproducción material global y para establecer los

modos de su implantación generalizada.

En estados unidos la producción de plusvalor, busca la ventaja tecnológica y organizativa en su

campo específico incrementando así sus ganancias.

Su proceso de acumulación y a su capacidad innovativa generadora de nuevas y superiores formas

de apropiación de la naturaleza. Concretamente proponemos dos, como los elementos definitorios

de la hegemonía económica: la ubicación en la división internacional y nacional del trabajo y su

dimensión específica, por un lado, y la capacidad generadora o sintetizadora de los conocimientos

científicos y tecnológicos.

Hay dos maneras de acercarse al proceso y al producto: los medios de producción y los medios de

subsistencia, con base en los cuales se desarrolla toda la complejidad y sofisticación capitalista. La

estructura de la producción bifurcada en las famosas ramas I y II tiene una estructura jerárquica que

va reproduciendo, en los distintos niveles, la subordinación fundante del trabajo vivo bajo el capital

o trabajo objetivado.

La tecnología electroinformática los elementos determinantes son el microprocesador o cerebro de

la computadora y la memoria. El microprocesador contiene las instrucciones de funcionamiento

plasmadas objetivamente en el diseño de sus circuitos, pero es incapaz de funcionar sin el apoyo de

una memoria o almacén de datos que deben ser utilizados en el funcionamiento básico de la


computadora. Como el problema que nos ocupa concierne a la supremacía mundial y en este nivel

de concreción ésta se procesa a través del liderazgo de los diferentes capitales, marcaremos en cada

caso la situación de competencia a través de la posición de las empresas. Mucho se ha hablado de la

superioridad de Japón en el campo de la microelectrónica y con razón. Esta es una de las ramas en

que las empresas japonesas han logrado avances considerables, rebasando en algunos aspectos a

Estados Unidos o Europa En la producción de memorias, medular como ya señalábamos, el

liderazgo lo tiene Toshiba, pero Intel es número uno en microprocesadores.

En las tecnologías de aplicación programable (TAP) se expresan las dos ramas de la

electroinformática bajo la imagen de hardware y software o CAM CAD, de manera que

identificaremos cada una de ellas y marcaremos su importancia relativa. En el caso del CAM, los

sistemas programables son principalmente tres: robots, máquinas herramienta de control numérico y

sistemas de manufactura flexible, siguiendo su orden de complejidad.

El robot, que es sin duda la máquina herramienta más perfeccionada que se conoce, ha sido uno de

los campos de especialización de las empresas japonesas, con Matsushita a la cabeza, y las

máquinas herramienta de control numérico, que tradicionalmente eran un área de los europeos,

ahora son producidas en un 75 % por Japón.

EL SOFTWARE

Software en la automatización – El control de procesos computarizado es el uso de programas

digitales en computadora para controlar el proceso de una industria, hace el uso de diferentes

tecnologías como el PLC está guardado en el proceso de una computadora. Hoy en día el proceso

computarizado es muy avanzado ya que los procedimientos de datos y otras funciones se pueden

controlar más.

En cuanto al proceso de los datos que se introducen a la computadora y los que salen de ella se

implementan sistema de monitoreo y control que es lo que para principalmente se usa el software en

la automatización. Para monitorear un proceso información de manufactura tiene que ser

introducido para que la interfaz de la computadora sepa que monitorear. La confiabilidad del

software creado. Sin embargo, la fuerte unión del software con el hardware en los sistemas

electromecánicos requiere de un sistema de validación completo. Los ingenieros están cambiando

de una simple ejecución de fase de “despliegue” a una ejecución de fases de “diseño-prototipo-

desplegado”. La fase de diseño incluye la simulación de características mecánicas, térmicas y de


flujo de los componentes del hardware en el sistema, adicional a los algoritmos y lógica de control

que podrían controlar estos componentes:

LabVIEW ofrece un solo ambiente para el diseño de sistemas gráficos desde su diseño, creación de

prototipo, hasta el despliegue del sistema final.

EL HARDWARE

Los sistemas de automatización de mañana desempeñarán tareas complejas en una variedad de

productos, con frecuencia de manera simultánea. Los retos del hardware en el diseño de dichos

sistemas son lograr flujo del proceso, la producción, y el tiempo de funcionamiento mientras se

logra cumplir la compleja tarea de automatización.

1. Flujo del Proceso

La velocidad de su máquina afecta directamente el flujo del proceso. Para lograr grandes

velocidades, use componentes mecánicos con menor fricción, como un motor lineal es vez del

actuador tipo tornillo. Puede mejorar la velocidad del sistema de control usando tecnologías

embebidas, como los FPGAs con ciclos de ejecución de 1 MHz en lugar de los tradicionales PLCs

con ciclos de 1 kHz. Los sistemas de tipo servo continúan dominando las máquinas alejándose cada

vez más de los sistemas tradicionales.

2. Producción

La reducción de desechos con alto nivel de repetición es clave para lograr una mejor producción.

Programar la máquina para seguir perfiles de control de movimiento deseados resulta crítico para

fijar el nivel de repetición. Puede lograrlo al ajustar sus motores con tiempos de ajuste pequeños y

menos sobredisparos para la respuesta de un paso. Para un mejor ajuste, utilice métodos de control

basados en modelos para lograr los correctos parámetros de ajuste PID o reemplazar algoritmos PID

tradicionales con algoritmos de control basados en modelos. Tecnologías, como la inspección


automatizada y RFID, juegan un papel importante en manejar rechazos, lo cual agiliza las

velocidades del proceso.

3. Tiempo de Funcionamiento

Una máquina moderna requiere un manejo de más de 10 productos en la misma línea de

manufactura. No es sólo la confiabilidad de los componentes en el sistema, también los tiempos de

relevo entre los diferentes productos que afectan el tiempo de funcionamiento del sistema. Puede

modificar el tiempo de funcionamiento al reconfigurar el algoritmo de control para adaptar el

sistema a un conjunto diferente de condiciones con un producto diferente en la línea de producción.


INGENIERÍA CONCURRENTE

CONCEPTO

La ingeniería concurrente, también llamada por muchos autores ingeniería simultánea, es un

fenómeno que aparece a principios de la década de los ochenta en el Japón y que llega a Europa a

través de América, fundamentalmente Estados Unidos, a finales de esa misma década.

El objetivo de una empresa industrial es, en pocas palabras:

"Diseñar productos funcionales y estéticamente agradables en un plazo de lanzamiento lo más corto

posible, con el mínimo coste, con el objetivo de mejorar la calidad de vida del usuario final".

Evidentemente, este objetivo se debe alcanzar dentro de la filosofía del libre mercado, donde la

industria debe vivir de sus propios recursos. La ingeniería concurrente que ahora se aborda es una

filosofía basada en sistemas informáticos y, como la gran mayoría de estos sistemas, su aportación

fundamental consiste en una muy evolucionada forma de tratar la información disponible.

Bajo esta idea se han planteado diversas posibles definiciones pero quizá la que mejor responde a

esta idea es:

"Filosofía de trabajo basada en sistemas de información y fundamentada en la idea de convergencia,

simultaneidad o concurrencia de la información contenida en todo el ciclo de vida de un producto

sobre el diseño del mismo".

Englobando en el diseño del producto tanto el propio producto como el sistema productivo que lo

hace posible. Esta filosofía de trabajo involucra, dentro de una compañía, a todas las personas y

entes que participan de cualquier manera en el ciclo de vida de un producto en la responsabilidad

del diseño del mismo. Evidentemente, el diseño ya no es una tarea unipersonal, es una tarea de

equipo. Es responsabilidad del equipo y, por tanto, las decisiones importantes deben ser tomadas en

función de la información aportada por cada una de las personas afectadas, haciendo referencia

directa a proveedores y subcontratistas.

Beneficios de la Ingeniería Concurrente.

La ejecución de las actividades de diseño en paralelo comporta mejoras en muchas áreas como la

comunicación, calidad, procesos de producción, etc. repercutiendo positivamente en el flujo de caja

y en los beneficios. Por otra parte la reducción de tiempos de introducción en el mercado, que es de

importancia estratégica, permite a las empresas incrementar su cuota de mercado. Al reducirse los


cambios de diseño e iteraciones, los productos son más fáciles de fabricar, son de mayor calidad y

se mejora el servicio. Una vez lanzados a fabricación, la producción progresa rápidamente, puesto

que el proceso está bien definido, documentado y controlado. La Ingeniería Concurrente puede

ponerse en práctica mediante la creación de Equipos de Trabajo. Este tipo de práctica de la

Ingeniería Concurrente puede dar resultado en pequeñas y medianas empresas, al igual que en las

grandes corporaciones. Sin embargo, existe un amplio abanico de herramientas que facilitan la

puesta en marcha de un entorno de ingeniería concurrente. La razón de utilizar estas herramientas

reside en la existencia de una gran cantidad de información, que debe circular entre los miembros

del equipo de trabajo, que necesariamente no deben estar físicamente próximos entre sí. Uno de los

elementos básicos para la implantación de la Ingeniería Concurrente es la incorporación de las

tecnologías CAD/CAM/CAE.


DISEÑO CONCURRENTE E INGENIERIA SIMULTÁNEA

Como se ha indicado al principio, la ingeniería concurrente es también denominada, quizá no muy

correctamente, ingeniería simultánea y, hoy en día, también ingeniería corporativa. Aun cuando los

conceptos se aplican indistintamente, existe una pequeña diferencia de matiz que es necesario

apuntar. La ingeniería concurrente propiamente dicha nace de la concurrencia o retroalimentación

de información desde áreas de fabricación hacia diseño al objeto de diseñar al mismo tiempo el

producto y el sistema de fabricación del producto. Esta idea evoluciona rápidamente y obtiene una

concurrencia de información no sólo de fabricación hacia diseño, sino de todos los demás elementos

implicados.

Desde el punto de vista de planificación, la filosofía de concurrencia implica una idea de

simultaneidad de tareas al abordarse en paralelo tanto el diseño del producto como el diseño del

sistema de fabricación, los esquemas de montaje y embalaje, el plan de lanzamiento e incluso la

obsolescencia. Este hecho hace que en sectores de planificación y organización no se hable de

ingeniería concurrente sino de ingeniería simultánea.

Figura 1. Coste comprometido frente a coste incurrido


No se puede mostrar la imagen en este momento.

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Figura2. Coste de la modificación

APLICACIONES

Con objeto de profundizar un poco más en el campo de la ingeniería concurrente y su campo de

aplicabilidad en el diseño industrial, se procede a analizar situaciones reales que se dan hoy en día

en diversos sectores como son:

- Diseño mecánico.

- Montaje.

Como se ha visto a lo largo de estas líneas, el mayor logro de la ingeniería concurrente consiste en

la interrelación e integración de herramientas informáticas. De entre estas herramientas se debe

destacar una de fundamental valor, el simulador.

El simulador es un sistema informático que, en base a la información contenida, es capaz de hacer

una previsión de funcionamiento de un prototipo virtual y, con ello, ayudar al equipo de diseñadores

a adecuar sus especificaciones a la funcionalidad del conjunto.

Sistemas informáticos en ingeniería concurrente


DISEÑO MECANICO

Quizá sea en el campo del diseño mecánico el sector en el que más ha avanzado la ingeniería

concurrente. Ello es debido probablemente a que el diseño del automóvil, conjunto de elementos

mecánicos acoplados con precisión, ha estado sometido a fuertes exigencias para obtener cada vez

más y mejores resultados.

También se ha de apuntar que en el sector del automóvil Japón es un líder indiscutible, y su

liderazgo se debe, sin lugar a dudas, a su capacidad para elaborar y poner en funcionamiento

herramientas cada vez más sofisticadas de diseño y fabricación automatizadas, herramientas entre

las cuales, la ingeniería y diseño concurrentes son un engranaje más.

El campo del diseño mecánico tuvo una primera fase en la que los dibujos y planos de piezas se

elaboraban con sistemas informáticos, los primitivos sistemas de diseño asistido en dos

dimensiones, que tenían por misión realizar con un ordenador las mismas tareas que previamente

había realizado el delineante proyectista sobre su mesa de trabajo.

Estos sistemas evolucionaron rápidamente hacia sistemas más sofisticados, consiguiéndose con

ellos herramientas muy potentes de modelizado de sólidos capaces de mover piezas en el espacio y

generar planos en dos dimensiones a partir del modelizado en tres dimensiones. Estos sistemas

siguen evolucionando y han avanzado hacia el diseño concurrente. El diseño concurrente en este

sector se transcribe a una concurrencia diseño-fabricación a la hora de fabricar una pieza. En este

sentido, el diseñador puede, sobre su puesto de trabajo, crear la pieza a diseñar con su modelizador

de sólidos. A su vez, basándose en herramientas de diseño asistido, puede generar los planos

detallados en dos dimensiones de la pieza, planos que pueden ser analizados y corregidos por un

tercero, que puede ser el cliente, el responsable de fabricación o el responsable de montaje, o mejor

todos a la vez. Asimismo, en base a herramientas informáticas, el diseñador puede, sobre su propio

puesto de trabajo, simular el proceso de fabricación con

herramientas de control numérico, y el montaje, por

ejemplo robotizado, de la pieza.

En ambos casos, el propio diseñador o cualquier otro

usuario puede detectar un error en un plano generado en

dos dimensiones. También es posible que, al ejecutar un

programa de mecanizado en el simulador, se pueda


detectar un posible fallo. Pues bien, la potencia de los sistemas de diseño concurrente puede llegar

al punto en que, al hacer una modificación sobre los planos 2D, el propio sistema es capaz de

regenerar los 3D acorde con la modificación. E incluso si se modifica el programa de fabricación de

una pieza, el propio sistema es capaz también de modificar y regenerar tanto el modelo 3D inicial

como los 2D obtenidos a partir de él. Como se puede apreciar, con esta tecnología se está entrando

en la fabricación sin papeles. La planta de producción donde la información se trasmite única y

exclusivamente mediante sistemas informáticos.

Figura Del plano en dos dimensiones a la pieza real pasando por la simulación del mecanizado

MONTAJE

En el campo del montaje todavía se debe localizar otro factor importante en la idea de la

concurrencia en la transmisión de información de diseño. Si en la fase de montaje, simulado por

supuesto, se detecta un problema que afecta a más de una pieza, por ejemplo un ajuste, la

modificación introducida, que afecta a varias piezas, debe ser capaz de ser procesada en todas de

una manera automática, sin obligar al diseñador a recordar y localizar cuáles son las piezas a las que

esta modificación pueda afectar. Se gestionan las modificaciones de manera automática, sin

intervención exterior, único elemento que garantiza que el conjunto guarda su integridad y su

coherencia intrínseca.

Como se ha visto, la cantidad de información que necesita el equipo de diseño es de tal magnitud

que su manejo mediante métodos convencionales se hace poco menos que inviable. Se hace

necesario, por tanto, la utilización de los ordenadores y de los sistemas informáticos como

herramientas habituales de diseño.

Pero la utilización de estas herramientas no acaba haciendo lo mismo pero de otra manera, muy al

contrario, la mejor manera de sacar partido a estos sistemas es utilizarlos en toda su potencialidad,

aprovechando la capacidad de los mismos y evolucionando poco a poco los propios métodos de

diseño y desarrollo de productos.


EL PROCESO DE AUTOMATIZACION: ETAPAS`, PROBLEMAS, REQUERIMIENTOS,

PROCEDIMIENTOS Y RECOMENDACIONES

AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS

Automatización, sistema de fabricación diseñado con el fin de usar la capacidad de las máquinas

para llevar a cabo determinadas tareas anteriormente efectuadas por seres humanos, y para controlar

la secuencia de las operaciones sin intervención humana. El término automatización también se ha

utilizado para describir sistemas no destinados a la fabricación en los que los dispositivos

programados o automáticos pueden funcionar de forma independiente o semi-independiente del

control humano. En comunicaciones, aviación y astronáutica, dispositivos como los equipos

automáticos de conmutación telefónica, los pilotos automáticos y los sistemas automatizados de

guía y control se utilizan para efectuar diversas tareas con más rapidez o mejor de lo que podrían

hacerlo un ser humano.

ETAPAS DE LA AUTOMATIZACIÓN

La fabricación automatizada surgió de la íntima relación entre fuerzas económicas e innovación

técnica como la división de trabajo, la transferencia de energía y la mecanización de las fábricas, y

el desarrollo de las máquinas de transferencia y sistemas de realimentación, como se explica a

continuación.

La división del trabajo (esto es, la reducción de un proceso de fabricación o de prestación de

servicios a sus fases independientes más pequeñas), se desarrolló en la segunda mitad del siglo

XVIII, y fue analizada por primera vez por el economista británico Adam Smith en sus libro

Investigación sobre la naturaleza y causas de la riqueza de las naciones (1776). En la fabricación, la

división de trabajo permitió incrementar la productividad y reducir el nivel de especialización de los

obreros.

La mecanización fue la siguiente etapa necesaria para la evolución hasta la automatización. La

simplificación del trabajo permitida por la división de trabajo también posibilitó el diseño y

construcción de máquinas que reproducían los movimientos del trabajador. A medida que

evolucionó la tecnología de transferencia de energía, estas máquinas especializadas se motorizaron,

aumentando así su eficacia productiva. El desarrollo de la tecnología energética también dio lugar al

surgimiento del sistema fabril de producción, ya que todos los trabajadores y máquinas debían estar

situados junto a la fuente de energía.


La máquina de transferencia es un dispositivo utilizado para mover las piezas que se está trabajando

desde una máquina herramienta especializada hasta otra, colocándola de forma adecuada para la

siguiente operación de maquinado. Los robots industriales, diseñados en un principio para realizar

tareas sencillas en entornos peligrosos para los trabajadores, son hoy extremadamente hábiles y se

utilizan para trasladar, manipular y situar piezas ligeras y pesadas, realizando así todas las funciones

de una máquina de transferencia. En realidad, se trata de varias máquinas separadas que están

integradas en lo que a simple vista podría considerarse una sola.

En la década de 1920 la industria del automóvil combinó estos conceptos en un sistema de

producción integrado. El objetivo de este sistema de línea de montaje era abaratar los precios. A

pesar de los avances más recientes, éste es el sistema de producción con el que la mayoría de la

gente asocia el término automatizado.

REALIMENTACIÓN

Un elemento esencial de todos los mecanismos de control automático es el principio de

realimentación, que permite al diseñador dotar a una máquina de capacidad d autocorrección. Un

ciclo o bucle de realimentación es un dispositivo mecánico, neumático o electrónico que detecta una

magnitud física como una temperatura, un tamaño o una velocidad, la compara con la norma

establecida, y realiza aquellas acciones preprogramadas necesarias para mantener la cantidad

medida dentro de los límites de la norma aceptable. El principio de realimentación se utiliza desde

hace varios siglos. Un notable ejemplo es el regulador de bolas inventado en 1788 por el ingeniero

escocés James Watt para controlar la velocidad de la máquina de vapor. El conocido termostato

doméstico es otro ejemplo de dispositivo de realimentación.

En la fabricación y en la producción, los ciclos de realimentación requieren la determinación de

límites aceptables para que el proceso pueda efectuarse; que estas características físicas sean

medidas y comparadas con el conjunto de límites, y que el sistema de realimentación sea capaz de

corregir el proceso para que los elementos medidos cumplan la norma. Mediante los dispositivos de

realimentación las máquinas pueden ponerse en marcha, pararse, acelerar, disminuir su velocidad,

contar, inspeccionar, comprobar, comparar y medir. Estas operaciones suelen aplicarse a una amplia

variedad de operaciones de producción.


USO EN LA INFORMÁTICA

El advenimiento del ordenador o computadora ha facilitado enormemente el uso de ciclos de

realimentación en los procesos de fabricación. En combinación, las computadoras y los ciclos de

realimentación han permitido el desarrollo de máquinas controladas numéricamente (cuyos

movimientos están controlados por papel perforado o cintas magnéticas) y centros de maquinado

(máquinas herramientas que pueden realizar varias operaciones de maquinado diferentes).

La aparición de la combinación de microprocesadores y computadoras ha posibilitado el desarrollo

de la tecnología de diseño y fabricación asistidos por computadora (CAD/CAM). Empleando estos

sistemas, el diseñador traza el plano de una pieza e indica sus dimensiones con la ayuda de un ratón

o Mouse, un lápiz óptico u otro dispositivo de introducción de datos. Una vez que el boceto ha sido

determinado, la computadora genera automáticamente las instrucciones que dirigirán el centro de

maquinado para elaborar dicha pieza.

Otro avance que ha permitido ampliar el uso de la automatización es el de los sistemas de

fabricación flexibles (FMS). Los FMS han llevado la automatización a las empresas cuyos bajos

volúmenes de producción no justificaban una automatización plena. Se emplea una computadora

para supervisar y dirigir todo el funcionamiento de la fábrica, desde la programación de cada fase

de la producción hasta el surgimiento de los niveles de inventario y de utilización de herramientas.

Asimismo, aparte de la fabricación, la automatización ha influido enormemente sobre otras áreas de

la economía. Se utilizan computadoras pequeñas en sistemas denominados procesadores de textos,

que se están convirtiendo en la norma de la oficina moderna. Esta tecnología combina una pequeña

computadora con una pantalla de monitor de rayos catódicos, un teclado de máquina de escribir y

una impresora. Se utilizan para editar textos, preparar cartas, etc. El sistema es capaz de realizar

muchas otras tareas que han incrementado la productividad de la oficina.


LA AUTOMATIZACIÓN EN LA INDUSTRIA

Muchas industrias están muy automatizadas, o bien utilizan tecnología de automatización en alguna

etapa de sus actividades. En las comunicaciones, y sobre todo en el sector telefónico, la marcación,

la transmisión y la facturación se realizan automáticamente. También los ferrocarriles están

controlados por dispositivos de señalización automáticos, que disponen de sensores para detectar

los convoyes que atraviesan determinado punto. De esta manera siempre puede mantenerse un

control sobre el movimiento y ubicación de los trenes.

No todas las industrias requieren el mismo grado de automatización. La agricultura, las ventas y

algunos sectores de servicios son difíciles de automatizar. Es posible que la agricultura llegue a

estar más mecanizada, sobre todo en el procesamiento y envasado de productos alimenticios. Sin

embargo, en muchos sectores de servicios, como los supermercados, las cajas pueden llegar a

automatizarse, pero sigue siendo necesario reponer manualmente los productos en las estanterías.

El concepto de automatización está evolucionando rápidamente, en parte debido a que las técnicas

avanzan tanto dentro de una instalación o sector como entre las industrias. Por ejemplo, el sector

petroquímico ha desarrollado el método de flujo continuo de producción, posible debido a la

naturaleza de las materias primas utilizadas. En una refinería, el petróleo crudo entra en un punto y

fluye por los conductores a través de dispositivos de destilación y reacción, a medida que va siendo

procesada para obtener productos como la gasolina. Un conjunto de dispositivos controlados

automáticamente, dirigidos por microprocesadores y controlados por una computadora central,

controla las válvulas, calderas y demás equipos, regulando así el flujo y las velocidades de reacción.

Por otra parte, en la industria metalúrgica, de bebidas y de alimentos envasados, algunos productos

se elaboran por lotes. Por ejemplo, se carga un horno de acero con los ingredientes necesarios, se

calienta y se produce un lote de lingotes de acero. En esta fase, el contenido de automatización es

mínimo. Sin embargo, a continuación los lingotes pueden procesarse automáticamente como

láminas o dándoles determinadas formas estructurales mediante una serie de rodillos hasta alcanzar

la configuración deseada.

Cada una de estas industrias utiliza máquinas automatizadas en la totalidad o en parte de sus

procesos de fabricación. Como resultado, cada sector tiene un concepto de automatización adaptado

a sus necesidades específicas. En casi todas las fases del comercio pueden hallarse más ejemplos.

La propagación de la automatización y su influencia sobre la vida cotidiana constituye la base de la

preocupación expresada por muchos acerca de las consecuencias de la automatización sobre la

sociedad y el individuo.


CONCLUSIÓN

En el tema de la automatización, podemos mencionar la automatización fija, la cual es fuerte

inversión inicial para equipo de ingeniería y unos altos índices de producción. Donde también

mencionamos la automatización programable y la automatización flexible.

En la cual se engloban las razones para la automatización las cuales son: incrementa la

productividad, alto costo de mano de obra, mano de obra escasa, tendencia de mano de obra con

respecto al sector de servicios, seguridad a la hora de aplicarlo en el trabajo. Donde mucha gente

esta en contra de la automatización por que dicen que la automatización resultará en la dominación

o sometimiento del ser humano por la máquina, y lo que mas le preocupa es por que habrá una

reducción en la fuerza laboral, con el resultante desempleo.

En donde se mencionaron los tipos de automatización más importantes tales como neumática

donde el proceso de automatización se destaca por máquinas que utilizan el aire comprimido para

trabajar, hay que tomar en cuenta dos las máquinas que producen el aire comprimido y aquellas que

lo utilizan, aquellas que lo producen se llaman compresores.

Hidráulica son aquellas máquinas que usan fluidos para trabajar, usando mayormente áreas para

moderar las potencias. En este proceso de neumática se utilizan distintos tipos de fluidos para

obtener una alta relación de potencia y aceleración en pocas áreas.

Mecánica donde las máquinas transforman la energía eléctrica en energía mecánica para desarrollar

algún trabajo para el cual fueron diseñadas, este tipo de máquinas se usan generalmente para

trabajos que son repetitivos como los de corte, moldeo y troquelado entre otros, y también en

aquellos tipos de trabajos que ponen riesgo la vida del trabajador.

Eléctrica es el campo de la ingeniería y de la física aplicada relativo al diseño y aplicación de

dispositivos, por lo general circuitos electrónicos, cuyo funcionamiento depende del flujo de

electrones para la generación, transmisión, recepción, almacenamiento de información, entre otros.

Y eso solo por mencionar las mas importante en la automatización junto con su software y

hardware.


FUENTES DE INFORMATION:

� www.peocitíes.com/automatizacion industrial

www.mamma.com (automatización)

� http://74.125.47.132/search?q=cache:lq1Fxkg50VoJ:www.itescam.edu.mx/principal/sylabu

s/fpdb/recursos/r14055.DOC+ingenieria+concurrente&cd=4&hl=es&ct=clnk&gl=es

� http://74.125.47.132/search?q=cache:7bPvB_JaZRYJ:www.itescam.edu.mx/principal/sylab

us/fpdb/recursos/r14054.PPT+hardware+y+software+para+automatizacion&cd=1&hl=es&

ct=clnk&gl=es

� http://biblioteca.itesm.mx/cgi-bin/nav/salta?cual=www:81365

� http://academic.uprm.edu/lrosario/page/4055_clases/automatico.htm

� http://campus.fortunecity.com/duquesne/623/home/m.htm

� http://www.monografias.com/

�

� http://sifunpro.tripod.com/automatizacion.htm

� http://digital.ni.com/worldwide/latam.nsf/web/all/A946B3967FE32BE08625717F001552C

7?OpenDocument&node=165720_esa

� http://www-306.ibm.com/software/os/zseries/newsletter/mainstreamed10_es.html

� http://redem.buap.mx/t1cecena.html

� http://www.ipcommtronix.com/SolAutProInd.htm

� http://walk66.wordpress.com/2009/05/18/5-4-el-proceso-de-automatizacion-etapas-

problemas-requerimientos-procedimientos-y-recomendaciones/

� http://www.auting-control.com/esp/ceres_esp.htm


ANEXO

Automatización de Ingenios Azucareros

CERES F

SISTEMA PREDICTORIO DE PRODUCCION DE AZUCAR

1. GENERALES

CERES F es un subsistema de CERES ® , sistema de automatización y optimación de la producción

de azúcar. El objetivo de CERES F es la supervisión y predicción de la producción de azúcar cruda

partiendo de valores medidos a la entrada de fábrica y de otros capturados en laboratorio. CERES F

presenta entonces al técnico azucarero un cuadro instantáneo de la producción de azúcar y balance

de fábrica, indicando incluso la eficiencia global de la fábrica, todo en pantallas a colores de alta

resolución.

CERES F se compone básicamente de:


-Instrumentos de medición en línea (flujo, densidad y temperatura del jugo claro)

-Unidad de Control UCD700

-Terminal de Fábrica TOF

-Terminal de Laboratorio TOL

ARQUITECTURA DEL SISTEMA


MEDICIONES EN LINEA

CERES F incluye los siguientes instrumentos de medición:

• l Medidor de Flujo volumetrico de jugo claro, de ± 0.2% de precisión

• l Medidor de Densidad y Temperatura del jugo claro, de ± 0.001 kg/l de precisión

De estas mediciones, CERES F calcula los siguientes valores:

• l Flujo másico del jugo claro, en ton/h

• l Concentración del jugo claro (Brix)


TERMINAL DE LABORATORIO (TOL)

Através del Terminal de Laboratorio se captura directamente los valores determinados de Brix y

Purezas de las Templas, Azucares y Mieles, en se captura los valores determinados de Reductores y

Cenizas.

Se necesita clave de acceso para introducir los datos.


TABLA GENERAL DE ELABORACIÓN

Esta tabla arroja de manera instantánea los flujos de materiales calculados para las condiciones de

Entrada del jugo claro y se actualiza de forma automática y continua ( cada segundo).

Con ella, el supervisior de elaboración puede optimar su arreglo de tachos y centrífugas para

adaptarse a las condiciones cambiantes de entrada a la fábrica.


BALANCE DE FÁBRICA

Esta pantalla arroja de manera automática y continua el balance de la fábrica, en el cual se ve los

porcentajes y tonelajes de materiales que entran y salen de la fábrica como materia prima (jugo

claro), producto (azúcar A) y residuo (melaza).

La pantalla también da la eficiencia instantánea de la fábrica, expresada como el cuociente entre el

azúcar producido y el azúcar recibido con el jugo claro. Es un instrumento útil para encontrar

deficiencias, pérdidas y mantener en el punto óptimo en la producción.

Documents

Documento1