CIM
Consideraciones bsicas
Baumgartner, Knischewski, Wieding
Marcombo, S.A. Siemens
Aktiengesellschaft
Ttulo de la edicin original:
CIM - Basisbetrachtungen
Autores: Horst Baumgartner, Klaus Knischewski, Harald Wieding.
ISBN 3-8009-1534-0
Traduccin:
ME&TA, Madrid
1991 by Siemens Aktiengesellschaft, Berln y Munich
& MARCOMBO, S.A.
Gran Via de les Corts Catalanes, 594
08007 Barcelona
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ISBN: 84-267-0819-6 Marcombo
ISBN: 3-8009 - 4111-2 Siemens Aktiengesellchaft
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ndice
ndice de figuras ................................................................................................................................................. 5
Introduccin ....................................................................................................................................................... 9
1 Qu es CIM? Por qu CIM? .................................................................................................................... 11
1.1 El nacimiento del concepto CIM ....................................................................................... 11
1.2 CIM: Una estrategia especfica para cada empresa ............................................................. 16
1.2.1 CIM: Un concepto especfico para cada empresa ............................................................. 19
1.2.2 Consideraciones sobre la rentabilidad de CIM .................................................................. 21
1.3 Intentos de normalizacin ....................................................................................................... 25
2 El camino hacia el CIM ........................................................................................................................... 30
2.1 Estrategia del CIM ................................................................................................................... 33
2.2 Organizacin CIM .................................................................................................................... 38
2.3 Colaboradores del CIM ............................................................................................................ 40
2.4 Concepto CIM ......................................................................................................................... 43
2.4.1 Estructuracin de objetivos ................................................................................................. 48
2.4.2 Plan general de implantacin del CIM................................................................................ 56
2.4.3 Realizacin ............................................................................................................................ 71
3 Estructuracin de los mbitos funcionales (flujo de informacin y flujo de materiales) ......................... 75
3.1 CIM (Computer Integrated Manufacturing) ............................................................................ 84
3.2 Planificacin de la empresa / Contabilidad industrial ............................................................. 85
3.3 Ventas ...................................................................................................................................... 90
3.4 Compras .................................................................................................................................. 94
3.5 PPC (Planificacin y control de la produccin)........................................................................ 98
3.6 CAD (Computer Aided Design=Diseo asistido por ordenador) ........................................... 104
3.7 CAP (Planificacin asistida por ordenador) ........................................................................... 108
3.8 CAQ (Garanta de calidad asistida por ordenador) ........................................................... 112
3.9 CAM (Fabricacin asistida por ordenador) .......................................................................... 116
3.9.1 Control de Fabricacin (Control de Taller) ......................................................................... 119
3.9.1.1 Procedimientos para el control de fabricacin ............................................................... 124
3.9.2 Entrada de mercancas ....................................................................................................... 130
3.9.3 Almacn .............................................................................................................................. 135
3.9.4 Transporte .......................................................................................................................... 140
3.9.5 Fabricacin de piezas ......................................................................................................... 145
3.9.5.1 Tecnologas empleadas en la fabricacin ........................................................................ 149
3.9.5-2 Niveles de concatenacin de los puestos de mecanizado en las zonas de produccin . 150
3.9.5.3 Resumen de estructuras en la fabricacin de piezas ...................................................... 151
3.9.6 Montaje .............................................................................................................................. 157
3.9.6.1 Resumen de las estructuras de montaje ......................................................................... 161
3.9.7 Banco de pruebas ............................................................................................................... 167
3.9.8 Embalaje ............................................................................................................................. 171
3.9.9 Expedicin .......................................................................................................................... 175
3.9.10 Conservacin .................................................................................................................... 179
3.10 Resmenes relativos al flujo de informacin ................................................................... 183
3.11 Explicacin de conceptos utilizados en el flujo de Informacin ........................................ 187
4 Estructura bsica de la informtica ............................................................................................................ 191
4.1 Descentralizacin y jerarquizacin de la funcionalidad ........................................................ 192
4.2 Mantenimiento de datos centralizado y descentralizado ..................................................... 196
4.2.1 Sistemas de gestin de datos (DMS) .................................................................................. 198
4.2.2 Sistemas de mantenimiento de datos ................................................................................ 200
4.3 Comunicacin de datos ......................................................................................................... 203
4.3.1 Formas de topologa de las redes ...................................................................................... 203
4.3.2 Redes y protocolos ........................................................................................................... 205
4.4 Modelo de estructura informtica ......................................................................................... 209
4.5 Anexo tcnico, mantenimiento de datos y comunicacin .................................................. 213
4.5.1 Bancos de datos ................................................................................................................ 213
4.5.2 Procedimiento de transmisin de datos .......................................................................... 218
4.5.3 Procedimiento de acceso a la red ..................................................................................... 220
5 Bibliografa .................................................................................................................................................. 223
ndice de figuras
Fig. 1.1- 1 El nacimiento del concepto CIM .................................................................................................... 11
Fig. 1.1- 2 CIM no es solamente un problema tcnico. .................................................................................... 14
Fig. 1.2- 2 Etapas de integracin del CIM (a nivel mundial). .......................................................................... 18
Fig. 1.2.1- 1 Factores que influyen en el concepto CIM especifico para cada empresa. .................................. 19
Fig. 1.2.2- 1 Matriz portafolio .......................................................................................................................... 22
Fig. 1.2.2- 2 Curvas de productividad de diferentes niveles de integracin. .................................................... 23
Fig. 1.2.2- 3 Demostracin de la rentabilidad de CIM. .................................................................................... 24
Fig. 1.3- 1 Intentos de normalizacin en la comunicacin. .............................................................................. 26
Fig. 1.3- 2 Normas sobre interfaces en el mbito CIM. .................................................................................... 28
Fig. 2.0- 1 Estrategia del usuario ...................................................................................................................... 31
Fig.2.1- 1 Estrategia del CIM. .......................................................................................................................... 33
Fig. 2.2- 1 Organizacin CIM. ......................................................................................................................... 39
Fig. 2.3-1 Colaboradores para el CIM .............................................................................................................. 41
Fig. 2.4-1 Caractersticas de producto (ejemplo). ............................................................................................. 43
Fig. 2.4-2 Caractersticas de los medios de produccin (ejemplos). ................................................................ 44
Fig. 2.4-3 Caractersticas de los centros de produccin (ejemplos). ................................................................ 45
Fig. 2.4-4 Caractersticas de la empresa (ejemplos). ........................................................................................ 45
Fig. 2.4-5 El concepto CIM. ............................................................................................................................. 46
Fig. 2.4.1-1 Incorporacin estratgica de la estructuracin de objetivos. ......................................................... 48
Fig. 2.4.1-2 Estructuracin de objetivos. .......................................................................................................... 49
Fig. 2.4.1-3 Diagrama funcional de las fases y organismos que participan (ejemplo). .................................... 50
Fig. 2.4.1-4 Matriz desde/hacia diagrama de Sankey (flujo de materiales). ..................................................... 53
Fig. 2.4.2-1 Plan general de implantacin del CIM. ......................................................................................... 57
Fig. 2.4.2-2 Diagrama funcional de las distintas fases y organismos que intervienen en ellas. ....................... 58
Fig. 2.4.2-3 Ejemplo: Fabricacin de piezas (estructura interna). .................................................................... 59
Fig. 2.4.2-4 Direccin de integracin funcional ............................................................................................... 60
Fig. 2.4.2-5 Sntomas y posibles causas (Parte 1). ........................................................................................... 61
Fig. 2.4.2-5 Sntomas y posibles causas (Parte 2). ........................................................................................... 62
Fig. 2.4.2-6 Ejemplo de una estructura de tratamiento de datos. ...................................................................... 66
Fig. 2.4.2-7 Fases de integracin ...................................................................................................................... 67
Fig. 2.4.2-8 Secuencia de fases de integracin (ejemplo)................................................................................. 69
Fig. 2.4.3-1 Desarrollo del proyecto de automatizacin ................................................................................... 71
Fig. 2.4.3-4 Diferentes planes de control de realizacin................................................................................... 72
Fig. 2.4.3-3 Diagrama funcional por fases y departamentos que participan (ejemplo). ................................... 73
Fig. 3.0-1 Ejemplo de representacin de funciones e interfaces ....................................................................... 75
Fig. 3.0-2 (Parte 1) Smbolos utilizados en los grficos del flujo de informacin. .......................................... 76
Fig. 3.0-2 (Parte 2) Smbolos utilizados en los grficos de flujo de materiales. ............................................... 77
Fig. 3.0-3 Niveles jerrquicos de una empresa de produccin. ........................................................................ 79
Fig. 3.0-4 Niveles jerrquicos del tratamiento de datos. .................................................................................. 81
Fig. 3.0-5 Ejemplos de tipo de datos/referencia de datos (segn REFA). ........................................................ 82
Fig. 3.1-1 CAI - mbitos funcionales CIM y CAO. ........................................................................................ 84
Fig. 3.2-1: Planificacin] de la empresa (funciones e interfaces). .................................................................... 85
Fig. 3.2-2: Planificacin de la empresa (interfaces y contenido de datos). ....................................................... 86
Fig. 3.2-3: Contabilidad industrial (funciones e interfaces). ............................................................................ 87
Fig. 3.2-4 (Parte 1) Contabilidad industrial (interfaces y contenido de datos). ................................................ 88
Fig. 3.2-4 (Parte 2) Contabilidad industrial (interfaces y contenido de datos). ................................................ 89
Fig. 3.3-1: Ventas (funciones e interfaces). ...................................................................................................... 90
Fig. 3.3-2: Ventas (estructura interna). ............................................................................................................. 92
Fig. 3.3-3: Ventas (interfaces y contenidos de datos). ...................................................................................... 93
Fig. 3.4-1: Compras (funciones e interfaces).................................................................................................... 94
Fig. 3.4-2: Compras (estructura interna). ......................................................................................................... 96
Fig. 3.4-3: Compras (interfaces y contenido de datos). .................................................................................... 97
Fig. 3.5-1: PPC (funciones e interfaces). .......................................................................................................... 98
Fig. 3.5-2: PPC (estructura interna). ............................................................................................................... 101
Fig. 3.5-3 (Parte 1): PPC (interfaces y contenido de datos)............................................................................ 102
Fig. 3.5-3 (Parte 2): PPC (interfaces y contenido de datos)............................................................................ 103
Fig. 3.6-1: CAD (funciones e interfaces)........................................................................................................ 104
Fig. 3.6-2: CAD (estructura interna). ............................................................................................................. 106
Fig. 3.6-3: CAD (interfaces y contenido de datos). ........................................................................................ 107
Fig. 3.7-1: CAP (funciones e interfaces). ....................................................................................................... 108
Fig. 3.7-2: CAP (estructura interna). .............................................................................................................. 110
Fig. 3.7-3: CAP (interfaces y contenido de datos). ......................................................................................... 111
Fig. 3.8-1: CAQ (funciones e interfaces)........................................................................................................ 112
Fig. 3.8-2: CAQ (estructura interna). ............................................................................................................. 114
Fig. 3.8-3: CAQ (interfaces y, contenido de datos). ....................................................................................... 115
Fig. 3.9-1: CAM - Resumen. .......................................................................................................................... 116
Fig. 3.9.1-1: Control de Fabricacin (funciones e interfaces). ....................................................................... 119
Fig. 3.9.1-2: Control de fabricacin (estructura interna) ................................................................................ 121
Fig. 3.9.1-3 (Parte 1): Control de Fabricacin (interfaces y contenido de datos) ........................................... 122
Fig. 3.9.1-3 (Parte 2): Control de fabricacin (interfaces y contenido de datos). ........................................... 123
Fig. 3.9.1.-4: Resumen de procedimientos de control de fabricacin ............................................................. 124
Fig. 3.9.1-5 Control de Fabricacin por el principio de empuje ..................................................................... 125
Fig. 3.9.1-7: Modelo de embudo entrelazado de la produccin en taller ........................................................ 127
Fig. 3.9.2-1: Entrada de mercancas (funciones e interfaces) ......................................................................... 130
Fig.3.9.2-2: Entrada de mercancas (estructura interna) ................................................................................. 132
Fig.3.9.2-3: Entrada de mercancas (interfaces y contenido de datos) ........................................................... 133
Fig.3.9.2-4: Entrada de mercancas (flujo de materiales). .............................................................................. 134
Fig. 3.9.3-1: Almacn (funciones e interfaces) ............................................................................................... 135
Fig. 3.9.3-2: Almacn (estructura interna) ...................................................................................................... 137
Fig. 3.9.3-3: Almacn (interfaces y contenido de datos) ................................................................................ 138
Fig. 3.9.3-4: Almacn (flujo de materiales). ................................................................................................... 139
Fig. 3.9.4-1: Transporte (funciones e interfaces). ........................................................................................... 140
Fig. 3.9.4-2: Transporte (estructura interna) ................................................................................................... 143
Fig. 3.4.4-3: Transporte (interfaces y contenidos de datos) ............................................................................ 144
Fig. 3.9.5-1: Fabricacin de piezas (funciones e interfaces). .......................................................................... 145
Fig. 3.9.5-2: Fabricacin de piezas (estructura interna) ................................................................................. 147
Fig. 3.9.5-3: Fabricacin de piezas (interfaces y contenido de datos) ............................................................ 148
Fig. 3.9.5-4: Tecnologas de fabricacin (DIN 8580, mecanizado de metales) .............................................. 149
Fig. 3.9.5-5: Niveles de concatenacin de los puestos de mecanizado. .......................................................... 150
Fig. 3.9.5-6: formas de ejecucin de anlisis automatizados de la produccin .............................................. 151
Fig. 3.9.5-7: Fabricacin continua (flujo de materiales) ................................................................................. 153
Fig. 3.9.5-8: Fabricacin en taller (principio de realizacin) (flujo de materiales) ........................................ 154
Fig. 3.9.5-9: Fabricacin flexible (flujo de materiales) .................................................................................. 155
Fig. 3.9.5-10: Estructura de la fabricacin de piezas ...................................................................................... 156
Fig. 3.9.5-11: Funciones y nivel de automatizacin en la fabricacin de piezas ............................................ 156
Fig. 3.9.6-1: Montaje (funciones e interfaces) ................................................................................................ 157
Fig. 3.9.6-2 Montaje (estructura interna) ........................................................................................................ 159
Fig. 3.9.6-3: Montaje (interfaces y contenido de datos) ................................................................................. 160
Fig. 3.9.6-4: Montaje continuo (flujo de materiales) ..................................................................................... 162
Fig. 3.9.6-5: Montaje en taller (principio de realizacin) (flujo de materiales) .............................................. 163
Fig. 3.9.6-6: Montaje flexible (flujo de materiales) ........................................................................................ 164
Fig. 3.9.6-7: Montaje en obra (flujo de materiales) ........................................................................................ 165
Fig. 3.9.6-8: Estructura de la fabricacin de piezas y del montaje ................................................................. 166
Fig. 3.9.6-9: Funciones y grado de automatizacin en el montaje ................................................................. 166
Fig. 3.9.7-1: Banco de pruebas (funciones e interfaces) ................................................................................. 167
Fig. 3.9.7-2: Banco de pruebas (estructura interna) ........................................................................................ 169
Fig. 3.9.7-3: Banco de pruebas (interfaces y contenido de datos) .................................................................. 170
Fig. 3.9.7-4: Banco de pruebas (flujo de materiales) ...................................................................................... 170
Fig. 3.9.8-1: Embalaje (funciones e interfaces) .............................................................................................. 171
Fig. 3.9.8-2: Embalaje (estructura interna). .................................................................................................... 173
Fig. 3.8.8-3: Embalaje (interfaces y contenido de datos). ............................................................................. 174
Fig. 3.9.8-4: Embalaje (flujo de materiales). .................................................................................................. 174
Fig. 3.9.9-1: Expedicin (funciones e interfaces). .......................................................................................... 175
Fig. 3.9.9-2: Expedicin (estructura interna). ................................................................................................. 176
Fig. 3.9.9-3: Expedicin (interfaces y contenido de datos). ........................................................................... 177
Fig. 3.9.9-4: Expedicin (flujo de materiales). ............................................................................................... 178
Fig. 3.9.10-1: Conservacin (funciones e interfaces). .................................................................................... 179
Fig. 3.9.10-2: Conservacin (estructura interna). ........................................................................................... 181
Fig. 3.9.10-3: Conservacin (interfaces y contenido de datos)....................................................................... 182
Fig. 3.10-1: Acceso a los datos maestros. ....................................................................................................... 184
Fig. 3.10-2: Matriz desde/hacia (interfaces de informacin). ......................................................................... 185
Fig. 3.10-3: Matriz de interfaces (contenido de datos) ................................................................................... 186
Fig. 4.1-1 Evolucin de las estructuras informticas en las empresas de produccin. ................................... 193
Fig. 4.1-2: Niveles jerrquicos en el tratamiento de datos .............................................................................. 194
Fig. 4.2-1: Posibilidades de mantenimiento (fsico) de datos. ........................................................................ 197
Fig. 4.2.1-1: Sistema de gestin de datos global. ........................................................................................... 198
Fig.4.2.2-1: Clasificacin de PDS, FMS y DBMS. ........................................................................................ 201
Fig. 4.2.2-2: Sistemas de mantenimiento de datos en los niveles de automatizacin. .................................... 202
Fig. 4.3.1-1: Estructuras de red (topologas) .................................................................................................. 204
Fig.4.3.2-1: Modelo OSI de 7 capas ............................................................................................................... 205
Fig. 4.3.2-2: Elementos de enlace de redes .................................................................................................... 206
Fig.4.3.2-3 Tiempo de retraso en funcin a los accesos de la red. ................................................................. 207
Fig. 4.4-1 Modelo de estructura informtica (ejemplo 1). .............................................................................. 209
Fig. 4.4-2 Modelo de estructura informtica (ejemplo 2). .............................................................................. 210
Fig. 4.4-3 Modelo de la estructura informtica (ejemplo 3). .......................................................................... 211
Fig. 4.4-4: Modelo de estructura informtica (ejemplo 4) .............................................................................. 212
Fig4.5.1-1: Banco de Datos jerrquico ........................................................................................................... 214
Fig. 4.5.1-2: Banco de datos de estructura reticular ....................................................................................... 214
Fig. 4.3-1: Comparacin de los procedimientos de acceso a la red. ............................................................... 221
Introduccin
La produccin industrial est sufriendo actualmente una transformacin rpida y profunda.
En los mercados industriales internacionales se observan hoy en da una serie de tendencias
de desarrollo que se manifiestan en unos ciclos de vida y suministro del producto
especialmente cortos, as como en un aumento de su diversidad y de los requisitos relativos
a la calidad.
Con el fin de poder subsistir en esta situacin de competencia internacional cada vez ms
rigurosa, las empresas se ven obligadas a adoptar medidas encaminadas al incremento de su
productividad y a imprimir flexibilidad a sus ciclos de produccin, a fin de mejorar su
rentabilidad y, por tanto, sus posibilidades en el mercado.
Durante estos ltimos aos se ha creado el concepto CIM (Computer Integrated
Manufacturing), que rene todos aquellos aspectos que contribuyen a mejorar la
rentabilidad. Este concepto se refiere tambin al tratamiento continuo de la informacin en
una moderna empresa de produccin. Las medidas que se resumen bajo el concepto CIM
apuntan hacia la llamada "Fbrica del futuro" o, mejor dicho, "Fbrica con futuro".
El objetivo de las presentes consideraciones bsicas sobre el CIM es facilitar una serie de
informaciones relativas al CIM y su entorno, mostrando las posibles vas para su
introduccin. El CIM se considera aqu desde el punto de vista de la produccin, es decir,
tomando como eje central el entorno CAM (Computer Aided Manufacturing).
En el captulo primero se exponen, en primer lugar, los motivos que dieron lugar a la
aparicin de la filosofa CIM. A continuacin se explica que el CIM no es un producto que
se pueda adquirir sino, ms bien, una estrategia y un concepto que permiten alcanzar los
objetivos especficos de la empresa.
En el captulo 2 se describe el camino hacia el CIM, con sus planteamientos estratgicos y
conceptuales, as como su transformacin en un plan de aplicacin general del CIM para
llegar, por ltimo, a su realizacin.
Un elemento esencial de estas consideraciones conceptuales es la creacin de un modelo
ideal que permita describir todas las funciones, as como las interfaces correspondientes y su
encadenamiento con los ms diversos ciclos de fabricacin y variantes de flujo de materiales.
En el captulo 3 se describe un modelo bsico adecuado para ello.
A partir de las circunstancias y necesidades funcionales pueden deducirse las estructuras
bsicas de tratamiento de datos. Los requisitos que han de cumplir los sistemas de tratamiento
de datos y de automatizacin, as como sus posibilidades, se exponen en el captulo 4. Por
ltimo se presentan algunos ejemplos de modelos de estructuras de tratamiento de datos, con
sus niveles jerrquicos y funcionales.
En la presentacin de los textos relativos a organizacin y tcnicas de produccin se utilizan
una serie de conceptos que se consideran de uso o entendimiento general (estando en parte
normalizados). Sin embargo, dado que en las distintas empresas se emplean con frecuencia
otras expresiones, se recomienda al lector una cierta flexibilidad de conceptos.
1 Qu es CIM? Por qu CIM?
1.1 El nacimiento del concepto CIM
En los mercados internacionales de bienes de produccin ha tenido lugar durante estos ltimos
aos un cambio radical. Antes era el fabricante quien defina el mercado a travs de su
programa de produccin mientras que, actualmente, el mercado de los productores se ha
convertido en el mercado de los compradores. Es el cliente quin determina el producto y sus
caractersticas, y el fabricante debe aceptar sus deseos. La situacin viene marcada adems
por los progresos de la tcnica, que son tambin, en parte, la causa de que se reduzcan los
ciclos de vida del producto, al tiempo que aumenta la competencia internacional. Mantener la
competitividad se ha convertido, por tanto, en una cuestin primordial para todas las
empresas.
Las empresas pueden acercarse a este objetivo a travs de las siguientes medidas estratgicas:
mejora de la calidad de los productos,
ampliacin de la gama,
reduccin de los plazos de suministro,
mejora en el cumplimiento de los plazos.
Mayor presin en los precios
Reducir el inmovilizado de
almacn y el capital circulante
Vida del producto mas
corta
Mayores exigencias por parte de los
clientes
Mejorar el cumplimiento de los
plazos de entregaCompetencia mas dura
Mayor calidad
Mayor diversidad de variantes
Plazos de entrega mas breves
Aumentar la flexibilidad de
produccin
Mejorar la calidad del producto
Reducir los costes de produccin
Menor tiempo de desarrollo
Racionalizar el diseo
Mejorar los ciclos de produccin
Automatizar la produccin
Mejorar el flujo de materiales
Mejorar el flujo de informacin
Situacin del mercado Estrategia Acciones Realidad
Fabrica con futuro
Fig. 1.1- 1 El nacimiento del concepto CIM
1 Qu es CIM? Por qu CIM?
Actualmente se han introducido sistemas de fabricacin y montaje para los fines ms
diversos. La utilizacin de sistemas de automatizacin, como por ejemplo:
ordenadores de gran capacidad para el control de la produccin,
sistemas de fabricacin automatizados,
mquinas-herramienta con control numrico,
robots industriales,
permiten incrementar la productividad, incluso cuando se fabrican lotes pequeos.
En el pasado, las medidas encaminadas al incremento de la productividad se centraban casi
exclusivamente en modernizar las tcnicas de produccin, mientras que la automatizacin se
aplicaba en mbitos parciales. Desde el punto de vista del proceso de fabricacin, los
sistemas automatizados han sido, hasta la fecha, una especie de islas de produccin
autnomas. Pero mediante estas soluciones aisladas los objetivos anteriores slo podan
alcanzarse hasta un determinado punto y, por tanto, tan slo se lograban xitos parciales.
Una automatizacin efectiva presupone la accin coordinada de tres funciones:
mecanizacin,
flujo de materiales y
flujo de la informacin,
y, por tanto, que puedan encadenarse con facilidad los sistemas de automatizacin. En las
modernas instalaciones, la "informacin" se convierte en un factor de produccin decisivo.
Para mejorar la flexibilidad de una empresa es necesario mejorar la calidad de la
informacin de que dispone, la cual deber ser procesada adems en mayores cantidades.
Esto exige un cambio de sentido dirigido hacia el tratamiento integrado de los datos
tcnicos, y para ello es condicin necesaria la existencia de un flujo continuo de
informacin con cuya ayuda el tratamiento electrnico de datos se convierta en un sistema
de informacin global.
Por este motivo, despus de haber desarrollado sistemas de automatizacin aislados, lo que
se pretende es que los datos generados en cada uno de los sistemas sean tambin accesibles
a otros mbitos y sistemas.
Por tanto, la tcnica de la informacin orientada hacia el futuro no puede detenerse en los
lmites de las distintas islas o secciones automatizadas, sino que ha de proyectarse a un nivel
superior. Al incluir todos los mbitos de la empresa que participan en la produccin,
incluidos proveedores y clientes, la fbrica del futuro puede llegar a ser una realidad. Los
objetivos fijados solo pueden alcanzarse si la fbrica se explota de forma ptima en su
conjunto, y no en secciones parciales. De la misma manera que el flujo de materiales y el
flujo de energa se tratan en el mbito de la produccin de forma logstica, actualmente se
reconoce que tambin el flujo de informacin debe tratarse como un problema logstico.
1.1 El nacimiento del concepto CIM
En lugar del factor de produccin "informacin" puede hablarse igualmente de una
logstica de la informacin, para la cual son vlidas las siguientes premisas:
la informacin correcta,
en cantidad y calidad adecuada a las necesidades,
en el momento preciso,
en el lugar adecuado.
La solucin logstica de la informacin exige que se desenmaraen las estructuras
tradicionales y se creen mbitos funcionales con interfaces claras, a fin de garantizar la
transparencia de las funciones de la empresa necesaria para el tratamiento informtico.
La resolucin de este problema logstico de informacin ha conducido al concepto
CIM.
El camino para llegar a esa solucin no solamente exige desenmaraar las estructuras
organizativas tradicionales, sino tambin superar barreras relativas al mbito de la
competencia. De ah se puede deducir que la empresa ha de:
revisar sus estructuras internas orientadas hacia el desarrollo del ciclo de
produccin,
prestar una nueva configuracin a los contenidos del trabajo,
definir con exactitud las interfaces de organizacin, y
en caso necesario, reducirlas.
La adaptacin de la estructura organizativa de las empresas ya existentes a las necesidades
futuras es un proceso que slo puede hacerse escalonadamente.
En los aos venideros, el flujo integrado de informacin y la organizacin de desarrollo
orientada al proceso tendrn la misma importancia para la rentabilidad del conjunto de la
empresa que el propio proceso de produccin.
El CIM permite, por lo tanto, asegurar el futuro de la empresa.
El concepto CIM es un planteamiento que seala hacia el futuro a fin de poder crear
y ampliar de forma sistemtica los actuales sistemas de automatizacin de la
produccin.
CIM define la futura estructura de automatizacin de la produccin a partir de datos
de produccin comunes y homogneos.
CIM exige que se utilicen sistemas de automatizacin capaces de comunicarse entre
s, tales como controles de memoria programables, controles numricos y
ordenadores con sistemas de gestin de datos, redes de comunicacin y sistemas de
software, para poder asegurar un flujo continuo de informacin.
CIM es, por lo tanto, un medio que permitir convertir en una realidad los objetivos
de la empresa.
1 Qu es CIM? Por qu CIM?
El xito y la utilidad de CIM dependen en gran parte del nivel de armonizacin que se
consiga entre las posibilidades del tratamiento de informacin asistido por ordenador y las
correspondientes estructuras organizativas.
El mero planteamiento informtico no conduce por s solo al objetivo.
Estrategia a largo plazo
Resultados globales ptimos desde el punto de vista
econmico
Planificacin, Simulacin
Simplificacin del producto
Logstica, organizacin de desarrollo y estructura personal, formacin y perfeccionamiento
Sistemas expertos
Tratamiento electrnico de datos, bancos de datos, comunicacin, EDV
Concepto del producto Producto, servicio
CIM
Objetivos
Simplificacin
Gerencia
Organizacin
CAD CAM CAP CAQ PPC
Fabricacin flexibl
e
Flujo
de
mate
riales
Mon
taje
flexi
ble
Conservacin
Tcnicas Integracin
Fuente: Dr. Heuwing, VDI/ADB
Fig. 1.1- 2 CIM no es solamente un problema tcnico.
Las relaciones entre la organizacin, las tcnicas de automatizacin y el tratamiento de la
informacin deben considerarse en su conjunto y a nivel superior, sin perder de vista por ello
las posibilidades y capacidades, as como tampoco los deseos de los empleados afectados.
La figura 1.1-2, muestra que en una estructura CIM:
la cadencia fija los objetivos a largo plazo,
es necesario que se produzca una simplificacin de la organizacin y
las nuevas tcnicas han de integrarse en la estructura productiva existente.
Las empresas han de ser conscientes de que slo pueden conseguirse resultados tiles
actuando escalonadamente. A la hora de justificar las inversiones necesarias es preciso
realizar clculos de rentabilidad que no han de verse limitados por la exigencia de conseguir
resultados a corto plazo.
1.1 El nacimiento del concepto CIM
Al decidirse por CIM, no se puede preguntar:
"Cunto vamos a ahorrar a corto plazo?"
sino:
"Hacia dnde se encaminar nuestra empresa si renunciamos a introducir el
CIM?"
o bien:
"El desarrollo de la empresa sin CIM es compatible con los objetivos que
determinan su competitividad?"
Estas preguntas demuestran que CIM es, ante todo, un concepto estratgico que asegura a
largo plazo la competitividad de la empresa, en armona con sus objetivos.
CIM supone, en primer lugar, un reto para la direccin de la empresa, y slo en
segundo trmino la solucin de un problema tcnico.
1 Qu es CIM? Por qu CIM?
1.2 CIM: Una estrategia especfica para cada empresa
La competitividad de una empresa no puede garantizarse o incrementarse por el simple
mtodo de adecuarla a las vicisitudes del mercado, sino que ha de llevarse a cabo un
proceso de planificacin a largo plazo, cuyo objetivo es crear una estrategia que asegure el
xito econmico de la empresa y, por lo tanto, su propia supervivencia. La introduccin de
la produccin integrada por ordenador (CIM) ser la clave que permita a muchas empresas
reforzar su competitividad. A diferencia de los proyectos de automatizacin
convencionales, CIM es un proyecto a largo plazo y de gran complejidad. Esto se advierte ya
en el hecho de que, adems de las estructuras tcnicas, es necesario considerar tambin las
estructuras organizativas (desarrollo, disposicin).
Debido al nivel superior del concepto CIM y a que el mismo supone una opcin a largo
plazo, as como a la fuerte inversin de capital necesaria y a las repercusiones tcnicas y
organizativas que implica sobre la prctica totalidad de los mbitos de la empresa, el
proyecto CIM ha de incluirse en la planificacin estratgica. A diferencia de otros
proyectos claramente limitados, los proyectos CIM deben asignarse claramente al mbito de
responsabilidad de la direccin de la empresa.
Para configurar los mbitos tcnicos de una empresa normalmente se establece un plan
general de aplicacin que solamente podr tener validez a largo plazo si se lleva a cabo en
estrecha colaboracin con la planificacin empresarial, armonizndolo por tanto con el
desarrollo a largo plazo. Por este motivo, es necesario analizar muy cuidadosamente la
empresa y la situacin del sector (el entorno), estudiando las futuras tendencias, posibilidades
y riesgos resultantes del desarrollo del mercado o de la tecnologa, as como tambin de las
variaciones que se produzcan en las condiciones marco, tanto polticas como legales.
La direccin de la empresa deber por tanto intentar responder a las siguientes cuestiones
bsicas:
1. En qu situacin se encuentra la empresa respecto al resto de los competidores del
mercado?
2. Hacia dnde se dirigir en el futuro el entorno de la empresa?
3. Qu objetivos pretende alcanzar la empresa en los prximos diez-quince aos?
4. En qu punto de su curva vital se encuentran los productos del actual programa de
produccin?
5. Qu productos podrn renovarse en un plazo medio gracias al desarrollo tcnico, de
modo que puedan fabricarse ms econmicamente?
6. Cules son los factores ms importantes que determinan las ventas y los beneficios
(distribucin, servicio, calidad, volumen de ventas, precios)?
1.2 CIM: Una estrategia especfica para cada empresa
7. Qu modificaciones del proceso de produccin dan lugar a reducciones de coste y a
una mayor flexibilidad y, por lo tanto, a un incremento de la competitividad?
8. Qu factores resultan determinantes para que el concepto CIM tenga xito a largo
plazo?
Cuanto mayor sea la precisin con la que se conteste a estas preguntas, tanto mayor ser el
detalle y la fiabilidad con que puedan establecerse los objetivos de la empresa y las
estrategias correspondientes. Para ello es necesario determinar las medidas que deben
adoptarse a medio plazo (tres-seis aos) respecto a las siguientes cuestiones:
Planificacin de ventas
Planificacin econmica
Planificacin de personal
Desarrollo del producto
Concepto del sistema
Asignacin de funciones
Desarrollo de la estructura organizativa
La estrecha relacin entre el proceso de introduccin del concepto CIM y la estrategia de la
empresa a largo plazo se justifica por los hechos siguientes:
La planificacin a nivel superior exige un perodo de tiempo amplio.
La complejidad de CIM exige ir avanzando por conceptos parciales determinados.
Las incompatibilidades entre los componentes de automatizacin ya existentes y los
que hayan de introducirse (problemtica de conjuncin, definicin de interfaces),
exigen una armonizacin vlida a largo plazo.
Las modificaciones que eventualmente deban introducirse en las estructuras
organizativas existentes slo pueden llevarse a cabo de forma escalonada.
Muchas de las instalaciones de produccin existentes todava no estn amortizadas y,
por tal motivo, deben tambin tenerse en cuenta.
Se precisa una fuerte inversin de capital, que debe distribuirse a lo largo de varios
aos.
La capacitacin de los empleados no puede adaptarse a corto plazo a las nuevas
tcnicas y estructuras.
Para establecer un plan de implantacin general en el marco del CIM (plan de implantacin
general CIM) es necesario considerar un plazo mnimo de un ao, con independencia del
tamao de la empresa. Adems, para la introduccin del CIM, desde la primera realizacin
parcial hasta que se alcanza un sistema de informacin completo, hay que prever ms de
diez aos. Avanzar de forma demasiado rpida y fuera del marco de una estrategia pondra
en peligro el xito global.
1 Qu es CIM? Por qu CIM?
1985 1990 1995 2000 2005 2010
Proyectos piloto, aplicaciones
Normalizacion internacional de interfaces y protocolos
Encadenamientos de componentes y soluciones aisladas
Software inteligente
Flujo de informacion continuo en las empresas
Introduccion al CIM sobre una base mas amplia en grandes empresas
Enlace de informacion entre empresas
Aplicacion del CIM sobre una base mas amplia
Enlace de informacion a nivel mundial, de productos y mercado
Fuente: IPK, Berln Fig. 1.2- 1 Etapas de integracin del CIM (a nivel mundial).
El IPK (Instituto para Instalaciones de Produccin y Tcnica de Diseo, Berln) ha
publicado un informe relativo a los intentos internacionales de normalizacin, en el que
aporta una visin de conjunto sobre las fechas en las que se pueden alcanzar a nivel
mundial las distintas etapas del CIM.
1.2 CIM: Una estrategia especfica para cada empresa
1.2.1 CIM: Un concepto especfico para cada empresa
Con el fin de reducir al mnimo los riesgos cuando se invierte en nuevas tecnologas, muchos
usuarios intentan aplicar a sus propias necesidades otras soluciones ya puestas en prctica.
Cuando los problemas son similares, esta tctica resulta especialmente atractiva.
Pero al proceder de esta manera el usuario corre el riesgo de aplicar un concepto CIM ajeno a
sus necesidades, que no considera los factores que influyen en su empresa. Puesto que CIM
debe ser un componente de la estrategia de la empresa que contribuya a mejorar su
competitividad, es absolutamente necesario que se deduzca de los objetivos y condiciones
marginales especficos de cada empresa.
En consecuencia, no puede existir un concepto CIM estndar.
Las condiciones marginales de la empresa pueden subdividirse en requisitos del mercado
(externos a la propia empresa) y factores especficos (internos) (ver fig. 1.2.1-1). Tambin
influyen sobre el concepto CIM especfico de cada empresa sus objetivos tcnicos y
econmicos.
Exigencias de mercado (Condiciones marginales externas)
Objetivos tcnicos y econmicosFactores especficos de la empresa(Condiciones marginales internas)
Factores que influyen en el concepto CIM especifico para cada empresa
Productos especificos por clientes
Productos complejos
Precios bajos
Alta calidad de los productos
Plazos de entrega breves
Cumplimiento de plazos
Mejor calidad
Aumento de la disponibilidad de sistema
Reduccion de la redundancia de datos
Lanz. Mas rapido de productos
Aumento de la flexibilidad
Mayor transparencia de costes
Mejora del flujo de materiales
Reduccion costes de fabricacion
Mejora de la continuidad de la informacion
Reduccion plazos de fabricacion
Reduccion de los inmovilizados
Incremento de la productividad
Nivel de formacion
Personal
Capacidad economica
Historial informatico
Maquinaria
Tecnologia
Estructura de la produccion
Organizacion de la empresa
Tamao de la empresa
Estructura de clientes
Sector
Fig. 1.2.1- 1 Factores que influyen en el concepto CIM especifico para cada empresa.
Las exigencias del mercado vienen especificadas por la cartera de clientes existentes y no
se puede influir sobre ellas excepto en el caso de que se modifique la estructura de los
clientes.
1 Qu es CIM? Por qu CIM?
Las exigencias globales del mercado expuestas en la figura 1.2.1-1 han de ponderarse de
forma distinta en funcin de la cartera de clientes, la estructura de la competencia y otros
factores.
Los factores especficos de la empresa son el resultado de su desarrollo. Solamente
pueden modificarse a largo plazo. Incluso cuando se establecen nuevas plantas parciales de
produccin deben tenerse en cuenta estas condiciones marginales, a pesar de que en tal caso
existen nuevas estructuras respecto a la maquinaria o a los sistemas de tratamiento de la
informacin.
Es en las condiciones marginales internas donde la organizacin de la empresa repercute en
mayor medida sobre el concepto CIM y su puesta en prctica. Por ejemplo, los cambios de
estructura resultantes del concepto CIM de nivel superior no pueden llevarse a cabo a corto
plazo, ni en cuanto a desarrollo ni en cuanto a exposicin, aunque slo sea por las
consecuencias que acarrea sobre la poltica de personal o por los problemas de aceptacin
que entraa.
Actualmente, y en general, se reconoce la importancia de una estructura que presente una
buena configuracin funcional, ya que muchos problemas pueden resolverse simplemente
desenmaraando el desarrollo interno de la empresa.
Los objetivos tcnicos y econmicos deben ponderarse en funcin de las condiciones
marginales externas y los objetivos estratgicos. Para el programador, mejorar la
flexibilidad de la produccin con la finalidad de lograr lotes de menor tamao es un objetivo
de segundo orden respecto a la necesidad de reducir el tiempo de ciclo total. Por el
contrario, el encargado de servir los pedidos de los clientes pondera estos objetivos de forma
inversa. Para l, una elevada flexibilidad de la produccin implica centrar los objetivos en el
mbito del diseo (CAD).
No se puede renunciar a ponderar los objetivos por dos motivos:
1. Determinados objetivos estn en competencia mutua. Estos objetivos slo pueden
alcanzarse simultneamente hasta un determinado nivel, por ejemplo:
Flexibilidad y productividad,
Flexibilidad y reduccin del ciclo total.
2. La puesta en prctica de los objetivos supone una inmovilizacin de capital. Para los
objetivos de nivel inferior normalmente las inversiones son menores. Por eso es preciso
distinguir entre requisitos fijos, requisitos mnimos y deseos.
El CIM es un concepto a largo plazo, especfico para cada empresa, que permite
alcanzar los objetivos tcnicos y econmicos teniendo en cuenta condiciones
marginales internas y externas.
1.2 CIM: Una estrategia especfica para cada empresa
1.2.2 Consideraciones sobre la rentabilidad de CIM
La preparacin y puesta en prctica de un concepto CIM adecuado, estratgicamente eficaz,
y especfico para una empresa determinada, exige del empresario una inversin importante.
Por eso es necesario realizar un clculo de rentabilidad de las inversiones exigidas por la
puesta en prctica del concepto CIM. Ahora bien, este clculo resulta difcil, ya que apenas
es posible valorar los costes aplicando criterios empresariales convencionales, tales como
valor neto actual, tasa de inters interno, etc. Tampoco puede aplicarse el clculo de
inversiones puro, ya que las valoraciones se basan siempre en condiciones marginales que
son vlidas en la actualidad pero pueden sufrir modificaciones durante la larga fase de
realizacin del CIM. Adems de los aspectos monetarios han de tenerse en cuenta tambin
los efectos tiles que no pueden evaluarse monetariamente y que podramos denominar
inversiones de carcter estratgico. Para la toma de decisiones pueden citarse no slo los
factores cuantificables monetariamente tales como:
ciclos ms breves,
menor inmovilizacin de capital, al reducirse las existencias de almacn y obras
en curso,
mayor calidad,
- inferior tasa de rechazo
- menos trabajos de repaso,
mayor capacidad de carga de las mquinas y, por lo tanto, necesidad de un menor
nmero de mquinas,
descenso de las necesidades de personal dedicado a la fabricacin,
sino adems una serie de factores no cuantificables, tales como:
reaccin ms rpida a las variaciones del mercado,
mayores posibilidades de coordinacin con los proveedores,
mayor flexibilidad ante la modificacin de pedidos,
mayores posibilidades de suministro y cumplimiento de los plazos,
informacin actualizada y menos redundante,
mejora de la imagen,
mejora de la cualificacin del personal,
aumento de la motivacin de los empleados.
Los factores cuantificables expresan la rentabilidad de un proyecto y, por tanto, pueden
utilizarse en un clculo de inversiones dinmico. Pero la decisin a favor de la
implantacin de CIM slo puede adoptarse si se considera simultneamente la utilidad
estratgica y econmica de los distintos proyectos parciales, en la medida en que esto es
posible con los procedimientos de clculo actuales. Pero como los mtodos de clculo slo
cumplen este requisito en parte es, por tanto, necesario utilizar mtodos de nivel superior.
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1 Qu es CIM? Por qu CIM?
Para valorar el potencial estratgico de utilidad o riesgo (como, por ejemplo, prdida de
segmentos de mercado, prdida de conocimientos tecnolgicos), la gerencia puede utilizar como
apoyo la matriz portfolio a fin de identificar potenciales de decisin crticos un proyecto
CIM (figura 1.2.2-1).
Para ello se subdivide el proyecto total CIM en proyectos parciales, cuyas posiciones
relativas de clasificarse en cuanto a su utilidad econmica y estratgica, en trminos
cuantificables.
123
4
Utilidadestratgica
Alta
Media
Escasa
Pequea Mediana Grande
Utilidad econmica
Proyectos CIM
Fig. 1.2.2- 1 Matriz portafolio
En la representacin de la figura 1.2.2-1, suelen citarse como ejemplo respecto a la casilla
nmero 2 los sistemas CAD y CAP para el diseo o establecimiento de programas NC.
Debido a los elevados gastos de inversin, la utilidad econmica solo aparece a largo plazo.
En los proyectos CIM es necesario otorgar una valoracin superior a la utilidad estratgica.
Dentro del marco de un concepto CIM, y como consecuencia de la instalacin de CAD, por
ejemplo, a travs de CAP, en las mquinas con control numrico, los datos que se han
introducido una vez quedan a disposicin de los distintos mbitos. Utilidad de integracin
quiere decir que los datos geomtricos establecidos en el sistema CAD pueden pasar
electrnicamente al sistema CAP. De esta manera se suprime el tiempo necesario para
Introducir manualmente, por segunda vez, estos datos. Por otra parte se evitan los errores
de introduccin y las prdidas de datos. Esto, a su vez, incrementa la fiabilidad, la
productividad y la calidad del producto.
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CarolinaSticky Note-Es una alternativa para asignar recursos.-relaciona la tasa de crecimiento de la empresa y la posicin competitiva relativa de las empresas
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1.2 CIM: Una solucin especfica para cada empresa
A travs de este ejemplo puede ya advertirse que en los proyectos CIM la utilidad total es
mayor que la suma de las utilidades individuales de los proyectos parciales.
Otro ejemplo de crdito parcial consiste en la introduccin de un sistema centralizado de
comunicaciones y gestin que asegure un intercambio rpido de la informacin entre los
distintos mbitos de produccin. Cuando se considera este proyecto no hay posibilidad de
calcular su utilidad econmica. Su justificacin se encuentra en la importancia estratgica
que adquiere para el conjunto del sistema.
La matriz portfolio informa adems sobre el orden en que deben llevarse a cabo los
proyectos parciales. Un proyecto de elevada utilidad econmica y estratgica se colocar en
primer lugar para su realizacin.
El incremento de la productividad y, por tanto, la rentabilidad, depende considerablemente
de la integracin del proceso de fabricacin (figura 1.2.2-2). Aunque unas mquinas
singulares automatizadas permitiran recuperar la inversin en menor tiempo, a largo plazo
se alcanzan resultados claramente inferiores en comparacin con sistemas encadenados y
soluciones CIM. Las fuertes inversiones que entraa la puesta en prctica del concepto CIM
no se amortizan a corto plazo.
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Productividad, rentabilidad
Fase de inversin
Gastos previos, gastos de puesta en marcha
CIM
Sistemas encadenados
Mquinas singulares
Tiempo
(Fuente: H.C. Koch )
Fig. 1.2.2- 2 Curvas de productividad de diferentes niveles de integracin.
En cambio han de tomarse en consideracin otros factores no mensurables, tales como la
posibilidad de obtener una produccin adecuada a las necesidades del mercado y la
consiguiente captacin de nuevos segmentos de mercado.
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1 Qu es CIM? Por qu CIM?
Con el fin de proporcionar una idea sobre la magnitud del potencial de racionalizacin que
queda libre gracias al CIM citaremos como ejemplo los resultados obtenidos por cinco
grandes empresas que han puesto en prctica el CIM en algunas de sus plantas. Estos
valores se determinaron una vez introducido el CIM, y no pudieron calcularse de antemano
durante la fase de planificacin.
Mtodos de clculo
Situacin de partida
Perodos de tiempo
?15 30 % Gastos de proyecto30 60 % Tiempo de fabricacin30 60 % Tiempo ciclo5 20 %Ocupacin del personal40 70 %Tiempo de montaje final200 300 %Incremento de la productividad
Magnitudes de Influencia Potencial de ahorro
(Fuente:Manufacturing Engineering2/86)
Fig. 1.2.2- 3 Demostracin de la rentabilidad de CIM.
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CarolinaSticky Noteojo
1.3 Intentos de normalizacin
1.3 Intentos de normalizacin
El CIM exige utilizar una serie de componentes de automatizacin especficos que permitan
resolver de forma ptima cada uno de los problemas. Pero muchas veces, si los usuarios no
utilizan de forma consecuente el espectro completo de productos CIM, del que slo
disponen unos pocos proveedores (como Siemens), lo que se obtiene es un paisaje
heterogneo. La integracin de toda esta diversidad de componentes, condicionada en parte
por los fabricantes, exige medidas de normalizacin a nivel superior, por ejemplo para el
intercambio de datos.
La normalizacin es necesaria para conseguir:
Costes aceptables,
Tiempos de planificacin y puesta en marcha breves,
Intercambio o complemento sencillo de componentes compatibles de diferentes
fabricantes.
Partiendo de estas consideraciones, hace ya varios aos se acometieron las necesarias
iniciativas hacia la normalizacin. Como ejemplo puede citarse la normalizacin de
interfaces, a fin de crear una comunicacin abierta. A medida que se conocan con mayor
profundidad las estructuras CIM que se iban perfilando, se observ que tambin era
necesario normalizar las estructuras funcionales a fin de lograr una arquitectura CIM
abierta. La complejidad de estos problemas de normalizacin puede comprenderse si se
analiza la estimacin de costes realizada por el DIN (informe tcnico 15). Segn este
documento, durante los prximos 5-7 aos habr que contar con un gasto aproximado de
1.200 millones de marcos en la Repblica Federal Alemana para trabajos de normalizacin
relacionados con el CIM. En tal sentido, se clasificaron como preferentes los siguientes
paquetes normativos:
CAD
Cadena de proceso NC
Control de la produccin
Tramitacin de encargos.
Normas relativas a Interfaces
Para poder pasar de las actuales soluciones aisladas a un conjunto integrado de
comunicaciones es necesario disponer de informacin a nivel superior a travs de interfaces
adecuadas. Una de las condiciones previas esenciales para ello es que se normalicen las
interfaces adecuadas para todas las necesidades de integracin y se apoyen en los
correspondientes mdulos de hardware y software de los sistemas ofrecidos. Para
normalizar las interfaces en forma adecuada para los usuarios, es preciso que tanto stos
como los proveedores realicen un gran esfuerzo.
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CarolinaSticky Notecomentario
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CarolinaSticky Notecomentar: a fin de lograr una arquitectura CIM abierta
CarolinaSticky NoteSegun DIN ((INSTITUTO ALEMAN DE NORMALIZACION) informe tecnico 15)
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CarolinaSticky NoteCOMENTAR
1 Qu es CIM? Por qu CIM?
Como aclaracin, a continuacin se describen algunos intentos de normalizacin:
ISO: En los aos setenta la ISO (International Standards Organization) desarroll un
modelo de validez general que subdivide en unidades lgicas la organizacin del desarrollo
de una comunicacin entre dos partes. Para la comunicacin es
necesario que las dos partes que van a comunicarse entre s satisfagan una serie de
condiciones. A partir del modelo, subdividido en siete niveles, se ha logrado establecer por
primera vez una comunicacin abierta, es decir, independiente de los fabricantes. Este
modelo se conoce en todo el mundo como Modelo de siete capas OSI (OSI=Open
Systems Interconnection), y est siendo utilizado actualmente por la prctica totalidad de
los proveedores (vase la figura 1.3-1).
Con la normalizacin de la comunicacin abierta se han colocado los cimientos que
permitirn hacer del CIM una realidad desde el punto de vista tcnico. La comunicacin
abierta no es el CIM en s mismo, pero s la columna vertebral que necesita el CIM.
Modelo de referencia OSI
Nivel 7:
Nivel 6:
Nivel 5:
Nivel 4:
Nivel 3:
Nivel 2:
Nivel 1: Transmisin del bit
Proteccin
Establecimiento de la comunicacin
Transporte
Acuse de recibo
Representacin
Aplicacin
MAP
TOP
SINEC AP
SINEC -Automation Protocol
Technical and Office Protocol
Manufacturing Automation Protocol
Fig. 1.3- 1 Intentos de normalizacin en la comunicacin.
IEEE 802: Cuando tambin en los aos setenta empezaron a conocerse las primeras
instalaciones de redes locales, el ANSI (American National Standard Institute) encarg un
LAN (Local Area Network) normalizado. A partir de ah se desarrollaron las tres normas
principales:
IEEE 802,3 = Ethernet Bus
IEEE 802,4 = Token Bus
IEEE 802,5 = Token Ring
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1.3 Intentos de normalizacin
MAP: La enrgica actuacin del fabricante de automviles Generis Motors ha otorgado al
MAP una importancia capital en los intentos de normalizacin llevados a cabo durante los
ltimos aos. MAP (Manufacturing Automation Protocol) va camino de convertirse, de
hecho, en una norma para la comunicacin entre sistemas de automatizacin en el mbito
de la produccin. El protocolo se basa en el modelo de referencia OSI. Ahora bien,
tampoco basta con MAP para cubrir toda la jerarqua de comunicaciones de produccin.
Por una parte faltan prestaciones y servicios y, por otra, MAP no es demasiado flexible y
resulta todava excesivamente caro. No es adecuado, por ejemplo, para transmitir datos en
tiempo real, y solamente est optimizado para la transferencia de archivos. Se ha tratado de
corregir esta deficiencia mediante el desarrollo de EPA (Enhanced Protocol Architecture) o
mini-MAP.
TOP: Bajo la denominacin de TOP (Technical and Office protocol), la firma Boeing ha
especificado un protocolo adecuado para las necesidades de comunicacin de oficina y de
las redes CSMA/CD que all se utilizan. A priori, una parte del proyecto TOP consista en
el intercambio de datos mediante MAP.
SINEC-AP (Automation Protocol): Se corresponde en todos sus niveles con el modelo de
referencia OSI. En los niveles orientados al transporte (1 a 4) se utilizan normas
internacionales. En los niveles orientados a la aplicacin (5 a 7), y debido a las
inestabilidades que entonces presentaba el MAP, se fij el protocolo SINEC-AP. Este es el
protocolo de aplicacin de Siemens para establecer una comunicacin normalizada entre
sistemas de automatizacin heterogneos, a travs del sistema de Bus Sinec. Este protocolo
se est desarrollando actualmente en la Repblica Federal Alemana, donde se ha convertido
prcticamente en una norma.
Normas relativas a la estructura
Dentro del marco del proyecto de investigacin SPRIT trabajan conjuntamente diecinueve
importantes empresas fabricantes y usuarias de equipos de tratamiento de datos, a fin de
desarrollar una arquitectura de sistema abierta para el CIM (OSA = Open System
Architectur). Adems de la definicin de interfaces, se pretende llevar a cabo una
delimitacin de las funciones de los sistemas y subsistemas de tratamiento de datos. Para
ello se necesita una descripcin unitaria de las funciones: generacin, tratamiento,
distribucin, representacin y gestin.
La arquitectura CIM-OSA contiene tres modelos de referencia para:
La empresa de produccin,
el flujo de informacin,
la puesta en prctica de CIM.
La puesta en marcha de CIM exige una serie de estructuras estndar en forma de directrices
en las que deben basarse los fabricantes de componentes CIM a fin de poder facilitar
productos y subsistemas compatibles que permitan poner en prctica una solucin CIM
especfica para cada empresa.
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CarolinaSticky NoteCOMENTAR BASE EN MODELO OSI
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CarolinaSticky NoteCOMENTAR DESVENTAJA DE MAP
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CarolinaSticky Notecomentar debido a las inestabilidades de MAP
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CarolinaSticky Note1
CarolinaSticky Note/
CarolinaHighlight
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1 Qu es CIM? Por qu CIM?
Partiendo del modelo de referencia para la empresa y teniendo en cuenta sus condiciones
marginales especficas, se establece un modelo adaptado a ella. Este modelo de empresa y
el modelo de referencia de puesta en marcha del concepto CIM son la base que permite dar
forma al modelo especfico de informacin y puesta en marcha, fijando una serie de
directrices especficas de la empresa respecto al sistema de tratamiento de datos que ha de
utilizar, as como respecto a maquinaria y personal.
La comisin KCIM, dentro de DIM, se ocupa esencialmente de la descripcin y
establecimiento de los requisitos necesarios para la aplicacin (especificaciones).
La puesta en prctica y utilizacin de productos CIM, de acuerdo con las normas
especificadas, son cometidos de los proveedores en colaboracin con los usuarios.
En la siguiente relacin y en la figura 1.3-2 se indica cules son los organismos y grupos de
trabajo que se ocupan de los diferentes campos de normalizacin.
Representacin grfica
Controlde
mquinas
Protocolos Modelos deproducto
Dibujos,Geometra
Interfaces
GKS-3-DCGI
CGM
IGES
SET
VDAFS
CAD-NTVDAPS
PDES
STEPTOP
PROFI
MAP
CLDATA
IRDATA
APT
PHIGS
...
||||
||||
TOP = Technical and Office ProtocolMAP = Manufacturing Automation ProtocolPHIGS = Programmers Hierarchical Graphic SystemGKS-3-D = Graphical Kernel System 3-DCGI = Computer Graphics InterfaceCGM = Computer Graphics MetafileIGES = Initial Graphics Exchange SpecificationSET = Standard d'Exchange et de TransfertVDAFS = VDA FlechenschmttstelleVOAPS = VDA - ProgrammschnittstelleCAD-NT = CAD - Normteiledatei / DIN 4001PROFI = PROCESS - Field - BusPOES = Product Data Exchange SpecificationSTEP = Standard for the Exchange of Product Model DataCLDATA = Cutter Location DataIRDATA = Industrial Robot Data)APT = Automatically Programmed Tools
Fig. 1.3- 2 Normas sobre interfaces en el mbito CIM.
Instituciones de normalizacin y grupos de trabajo
AECMA Association Eurepeenne des Constructeurs de Materiel
Aerospatial (Europa)
ARFNOR Association Franaise de Normalisation (F)
ANSI American National Standards Institute (EE.UU.)
BSI British Standards Institute (R.U.)
CAM-I Computer Aided Manufacturing-International (EE.UU.)
CCITT Comit Consultatif International Telefonique (Europa)
CEN Comit Europeen de Coordination des Normes (Europa)
CarolinaHighlight
CarolinaSticky Noteojo
CarolinaHighlight
CarolinaHighlight
CarolinaHighlight
1.3 Intentos de normalizacin
CENELEC Comite Europeen de Normalisation Electrotechnique (Europa)
CEPT Conference Europeen des Administrations des Postes et des Telecomunications
(Europa)
CAS Corporation for Open Systems
DIN Deutsches Institut fr Normung (D)
DKE Deutsche Elektrotechnische Kommission im DIM und VDE (D)
ECMA European Computer Manufacturers Association (Europa)
EIA Electronic Industries Association
EMUG European MAP Users Group (Europa)
EWOS European Workshop on Open Systems
FKM Forschungskuratorium Maschinenbau (D)
IEEE Institute of Electrical and Electronic Engineers (EE.UU.)
ISA Instrument Society of America (EE.UU.)
ISO International Organization for Standardization
ISO/IEC-
JTC1 Joint Technical Comitee 1
ITAEG-M Information Technology Advisory Experts Group on Manufacturing (Europa)
JICS Japanese Industrial Standard Committee (Japn)
MAP-Top User Group
MITI Ministery of International Trade and Industry (Japn)
NAM-IA Fachbereich Industrielle Automation in Normenausschu
Maschinembau (NAM) des DIN (D)
NBS National Bureau of Standards (EE.UU.)
NEMA National Electrical Manufacturers Association (EE.UU.)
NSM Normenausschu Sarchmerkmale im DIN (D)
OSI-Top Europische Top-User-Group
POSI Promoting Conference for OSI (Japn)
RIA Robot Industries Association (EE.UU.)
SCC Standards Council of Canada (Canad)
SIS Standardiseringskommissionen i Sverige (S)
SPAG Standards Promotion and Advisory Group (Europa)
TAP Transfer und Archivierung Produktdefinierender Daten (D)
VDA Verband der Automobilindustrie (D)
VDI Verein Deutscher Ingenieure
VDMA Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (D)
ZVEI Zentral verband der Elektrotechnischen Industrie (D)
Ahora bien, el complejo proceso de introduccin del CIM no debera aplazarse para una
fecha futura bajo la justificacin de su complejidad o del desarrollo de nuevas normas.
Solamente sumergindose a tiempo en este tema puede alcanzarse el necesario nivel
tecnolgico para aprovechar las ventajas de las nuevas tecnologas antes que lo haga la
competencia.
CarolinaSticky Noteconclusion
2 El camino hacia el CIM
El objetivo estratgico de una empresa es siempre asegurar su potencial de xito para un
perodo de tiempo tan prolongado como sea posible. CIM trata de contribuir a asegurar este
potencial de xito. Esta es la orientacin que ha de seguirse cuando se lleva a cabo la
introduccin del CIM. Los objetivos a corto plazo y los cuellos de botella actuales no deben
llegar a convertirse en elementos importantes del concepto CIM.
Para que la fabricacin integral por ordenador se convierta en una realidad tangible hay que
prever un perodo de tiempo de varios aos. En una primera fase deben analizarse las
condiciones actuales de la empresa. A partir de ah se deducirn condiciones marginales
independientes para el planteamiento de la solucin. Si hasta la fecha se consideraba
suficiente resolver problemas particulares, actualmente no cabe ninguna duda de que toda
la organizacin de desarrollo y aplicacin debe considerarse de forma global. Solamente si
se procede de esta manera podrn activarse reservas de racionalizacin que rebasen los
cometidos particulares. En el CIM debe considerarse la totalidad de la empresa,
comenzando por el programa de produccin, pasando por la organizacin fija, la
organizacin de desarrollo, los distintos mbitos que intervienen en la produccin, las
instalaciones (situacin de la fbrica, mquinas, sistemas de transporte e informacin) hasta
llegar al personal.
Con el fin de garantizar el xito en la introduccin del CIM debern crearse las siguientes
condiciones previas:
El empresario ha de estar dispuesto a invertir en CIM a largo plazo. - Debe crearse
un equipo directivo con competencias suficientes que se ocupe de la gestin
profesional de todo el proyecto CIM.
La gerencia CIM que se nombre ha de identificarse con su cometido, es decir, en
algunos casos deber tomar medidas impopulares, como por ejemplo decisiones que
afecten a varias secciones.
Deber prepararse un concepto CIM, especificando una serie de objetivos claros.
Los objetivos de la empresa habrn de estar de acuerdo con los del CIM.
Debern identificarse y analizarse los problemas de puesta en marcha previsibles.
La puesta en marcha deber realizarse adoptando medidas de total transparencia.
Estos aspectos ponen de manifiesto que el objetivo slo puede alcanzarse procediendo de
forma estratgica. La primera tarea consistir por tanto en la preparacin de una estrategia
CIM especfica para la empresa y la determinacin de los objetivos ideales.
2 El camino hacia el CIM
Solamente cuando se haya evaluado la necesidad y la viabilidad y se hayan estudiado las
correspondientes alternativas al concepto CIM se podr tomar la decisin de introducir el
CIM a nivel de empresa.
Los objetivos ideales podrn llevarse a cabo en el marco de un proyecto CIM.
El desarrollo de los proyectos CIM puede compararse en principio con otros proyectos.
Pero tambin hay que tener en cuenta algunas peculiaridades esenciales:
El mayor volumen de cometidos,
el mayor volumen de funciones,
la mayor duracin del proyecto,
el mayor volumen de integracin,
la colaboracin ms estrecha entre la informtica y las tcnicas de produccin,
el mayor alcance estratgico,
el mayor alcance econmico,
el mayor alcance en cuanto a organizacin.
La importancia de los criterios citados exige de la direccin de la empresa una dedicacin
completa. Los principales cometidos estriban en preparar un plan general de aplicacin
dentro del marco del concepto CIM y llevar a cabo su realizacin paso a paso. Son pocas
las empresas capaces de resolver este problema sin ayuda ajena. Por eso se recomienda
proceder conjuntamente con colaboradores adecuados en todas las fases del proyecto.
Usuario del CIM
Estructuracin de los objetos
Decisin empresarial a favor de CIM
Crear la direccin del CIM(delimitando competencias)
Establecer un plan de aplicacin CIM
Ponerlo en prctica de manera escalonada
Colabo- rador del CIM
Fig. 2.0- 1 Estrategia del usuario
2 El camino hacia el CIM
El desarrollo y puesta en prctica del concepto CIM especfico para cada empresa es un
cometido de nivel superior que, por su complejidad, no admite una forma de proceder
generalizada de arriba hacia abajo, ya que en este proceso se determinan todos los
escalones siguientes del proyecto, hasta los ms mnimos detalles, partiendo de una
planificacin general clara. Esta forma de proceder presenta el inconveniente de que los
parmetros de planificacin que se modifican muchas veces, hasta que el proyecto se hace
realidad, no pueden tenerse en cuenta de nuevo a efectos reguladores. La forma ms
pragmtica de proceder (de abajo arriba) presenta la ventaja de que considera los aspectos
tcnicos, temporales, econmicos y organizativos durante la fase de preparacin, pero por
el contrario impide tener una visin global del concepto.
Por ello deber preferirse una mezcla de ambos procedimientos: la planificacin
aproximativa (concepto CIM, plan de implantacin general) se lleva a cabo mediante un
planteamiento de arriba abajo, y los detalles (concepto de proyecto parcial) se encajan
dentro de la malla general, procediendo de abajo arriba.
Aunque muchas empresas ya han reconocido las ventajas de introducir el CIM, su
realizacin se encuentra todava, en muchos casos, en una fase inicial. Por ello, vamos a
describir con ms detalle los planteamientos estratgicos y de concepto.
2.1 Estrategia del CIM
2.1 Estrategia del CIM
La introduccin del CIM exige planificar cuidadosamente la propia forma de proceder. A
fin de asegurar un elevado xito econmico han de tenerse en cuenta el mayor nmero
posible de factores de influencia y eventuales factores perturbadores.
La estrategia del CIM se basa en tres medidas esenciales:
La creacin de una organizacin CIM,
el trabajo conjunto con colaboradores CIM,
el desarrollo de un concepto CIM y su puesta en prctica.
Organizacin CIM
Gerencia del CIM
Equipos de proyecto CIM
/ /
/
Equipo deestrategia
Colaboradores del CIM
/ /
/
/ /
/
Asesores de empresa
Asesoresde sistemas Fabricantes de componentes
Concepto CIM
Estructuracin de objetivos
Plan general de implantacin del CIM
Puesta en prctica
Tiempo
Fig.2.1- 1 Estrategia del CIM.
La introduccin del C1M viene marcada por una serie de procesos de decisin que debern
ser impulsados activamente y que no se deben extender a lo largo de muchos aos. Esto
subraya de nuevo la importancia de una colaboracin dedicada de la direccin de la
empresa, especialmente cuando se trata de poner en prctica medidas de carcter
estratgico y conceptual.
Para que la planificacin estratgica de una introduccin del CIM tenga xito habrn de
incluirse en la estrategia:
Personal con conocimientos tecnolgicos
Modificaciones de la organizacin
2 El camino hacia el CIM
Configuracin de las tcnicas de produccin
Tcnica de tratamiento de datos necesaria
Cualifcacin del personal existente
Aceptacin.
Personal con conocimientos tecnolgicos
Cuando se inicia un proyecto CIM es raro que una empresa disponga de suficiente personal
tcnico con la necesaria experiencia. Si desea disponer de los conocimientos tecnolgicos
necesarios para el CIM, la empresa ha de ocuparse intensivamente de la temtica del CIM.
Pero, normalmente, no cuenta con las condiciones previas necesarias. Por eso, para seguir
una estrategia razonable, suele precisarse un buen asesoramiento por parte de colaboradores
experimentados. El coste correspondiente se recupera rpidamente gracias al ahorro de
tiempo y a que de, este modo, se evita realizar inversiones equivocadas.
Al recurrir a asesores externos, normalmente mejora la calidad tcnica de la planificacin
estratgica, y se ponen de manifiesto de forma ms clara e imparcial los puntos fuertes y
dbiles de una empresa.
Organizacin
Una estructura de produccin orientada hacia el CIM fomenta:
La reduccin del tiempo ciclo total, desde la tramitacin de la oferta y su desarrollo
hasta la tramitacin del pedido, ya que disminuyen los tiempos de transporte,
almacenamiento y entrega, y a que todos estos procesos son tramitados
simultneamente.
El incremento de la productividad, ya que desaparecen las fases manuales y repetidas de
obtencin, tratamiento y distribucin de datos, al contarse con la posibilidad de llevar a
cabo una gestin continua de los datos, y
La posibilidad de utilizar y conservar bases de datos comunes, a nivel superior al de las
funciones y secciones.
La organizacin de la empresa exige apartarse del principio de decisiones centralizadas,
siendo necesaria una descentralizacin coordinada por un organismo central. Al establecer
una organizacin en la empresa, no se trata tanto de tramitar con rapidez un proceso de
trabajo aislado como de reducir al mnimo el tiempo del ciclo total de un pedido.
El organismo de coordinacin central tiene la misin de reducir de forma ptima el ciclo
del pedido, y coloca dentro del mbito de responsabilidad de las unidades descentralizadas
la determinacin de cundo y dnde (por ejemplo, mquinas) debe tramitarse exactamente
el pedido o la secuencia de trabajo, dentro del marco de libertad de decisin existente.
2.1 Estrategia del C1M
El tratamiento de datos propiamente dicho (hardware-software) debe considerarse
funcionalmente. Cuando est garantizada la funcionalidad y existe la posibilidad de una
comunicacin abierta para el tratamiento de datos, los enfoques de programacin, sistemas
operativos, etc., desempean tan slo un papel subordinado.
Tcnicas de produccin
Cuando se automatiza la fabricacin, la meta esencial es mejorar la flexibilidad, reduciendo
al mismo tiempo los costes de produccin. Esto conduce necesariamente a la utilizacin de
mquinas programables (CDC, DLC), as como sistemas de manipulacin y transporte
(robots, FTS, EHB, etc.).
Sin embargo, no basta con automatizar unas fases de trabajo que hasta ahora se efectuaban
de forma manual si no se ha analizado previamente de forma crtica toda la estructura de
desarrollo del trabajo. En la simplificacin de estos desarrollos existe a menudo un
considerable potencial de ahorro. Como ejemplo puede citarse la zona de montaje que, en
comparacin con la fabricacin previa, suele estar poco automatizada. En esta zona con
frecuencia pueden simplificarse los procesos de ajuste o reducir su nmero mediante ligeras
modificaciones del producto.
Una colaboracin ms estrecha entre los operarios de montaje y los proyectistas puede abrir
aqu un importante potencial de racionalizac
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