REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL
U.N.E.F.A
SISTEMA DE ADQUISICIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS PARA EL
CONTROL ESTADÍSTICO DE CONTENIDO NETO DE GRASAS Y
ACEITES EN INDUSTRIAS VENOCO C.A.
TUTOR ACADÉMICO: AUTOR:
Ing. Camilo duque Edgar José García Landaeta
TUTOR INDUSTRIAL:
Ing. Pedro Rojas
Maracay, Marzo 2012
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MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL
U.N.E.F.A
SISTEMA DE ADQUISICIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS PARA EL
CONTROL ESTADÍSTICO DE CONTENIDO NETO DE GRASAS Y
ACEITES EN INDUSTRIAS VENOCO C.A.
Informe de Pasantía Presentado ante la Universidad Nacional Experimental
Politécnica de la Fuerza Armada Nacional como Requisito para Optar al
Título de Ingeniero Electrónico
TUTOR ACADÉMICO: AUTOR:
Ing. Camilo duque Edgar José García Landaeta
TUTOR INDUSTRIAL:
Ing. Pedro Rojas
Maracay, Marzo 2012
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MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL
NÚCLEO ARAGUA
Marzo 2012
APROBACIÓN DEL TUTOR INDUSTRIAL
Señor Coordinador de la Carrera de INGENIERÍA ELECTRÓNICA,
mediante la presente comunicación hago de su conocimiento que ante la solicitud
realizada por el TM. EDGAR JOSE GARCÍA LANDAETA portador de la cedula
de identidad: V-18.488.825, apruebo el Informe de Pasantía Industrial titulado:
SISTEMA DE ADQUISICIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS PARA EL
CONTROL ESTADÍSTICO DE CONTENIDO NETO DE GRASAS Y
ACEITES EN INDUSTRIAS VENOCO C.A.
.
____________________________
Pedro Rojas
Ingeniero Electrónico
C.I. 12.232.000
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DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL
NÚCLEO ARAGUA
Marzo 2012
APROBACIÓN DEL TUTOR ACADEMICO
Señor Coordinador de la Carrera de INGENIERÍA ELECTRÓNICA,
mediante la presente comunicación hago de su conocimiento que ante la solicitud
realizada por el TM. EDGAR JOSE GARCÍA LANDAETA portador de la cedula
de identidad: V-18.488.825, apruebo el Informe de Pasantía Industrial titulado:
SISTEMA DE ADQUISICIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS PARA EL
CONTROL ESTADÍSTICO DE CONTENIDO NETO DE GRASAS Y
ACEITES EN INDUSTRIAS VENOCO C.A.
.
____________________________
Camilo Duque
Ingeniero Electrónico
C.I. 13.145.114
C.I.V.133853
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APROBACIÓN DEL COMITÉ EVALUADOR
Quienes suscriben, Miembros del Jurado Evaluador designado por el Consejo
Académico de la Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza
Armada Nacional (UNEFA), para evaluar la presentación y el Informe de la Pasantía
Industrial presentado por el Técnico Medio: EDGAR JOSE GARCÍA LANDAETA
portador de la cedula de identidad: V-18.488.825, bajo el título de: SISTEMA DE
ADQUISICIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS PARA EL CONTROL
ESTADÍSTICO DE CONTENIDO NETO DE GRASAS Y ACEITES EN
INDUSTRIAS VENOCO C.A., a los fines de cumplir con el último requisito
académico para obtener el Título de INGENIERO ELECTRÓNICO, dejan
constancia de que el Informe se consideró APROBADO.
En Maracay a los 12 días del mes de Junio del 2012.
__________________ _________________
Ing. Camilo Duque Ing. María Fernanda Sánchez
C.I V-13.145.114 C.I.V-18.175.712
__________________
Ing. MsC. Jhonymar Herrera de Baron
C.I V-12.334.447
DEDICATORIA
Dedico este informe a mi madre
Cristina, por su amorosa comprensión cuando
paso tiempo trabajando y escribiendo en lugar
de estar con ella.
RECONOCIMIENTOS
Primeramente a Dios, por darme voluntad, inteligencia y dedicación a mis
labores, a mis familiares, que me han apoyado en todo momento durante lo largo de
mi carrera, al personal que labora en las plantas de CANGL y ADINOVEN de
Industrias Venoco por facilitarme la información necesaria para la realización de los
proyectos planteados, y especialmente al Ingeniero Pedro Rojas, Carlos Guardia, y
María Pagnini por sus valiosos aportes a este informe en el área de calidad entre otros
temas, finalmente deseo agradecer a mi tutor el Ingeniero Camilo Duque por la
confianza y fe depositada sobre mis hombros en cuanto a mis capacidades y
habilidades como profesional en formación.
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DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL
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SISTEMA DE ADQUISICIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS PARA EL
CONTROL ESTADÍSTICO DE CONTENIDO NETO DE GRASAS Y
ACEITES EN INDUSTRIAS VENOCO C.A.
Autor: Edgar José García L.
Tutor Académico: Ing. Camilo Duque
Tutor Industrial: Ing. Pedro Rojas
Año: 2012
RESUMEN
La Compañía Anónima Nacional de Grasas y Lubricantes (CANGL) filial de
Venoco, dedicada a la manufactura y comercialización de grasas y aceites lubricantes,
ha manifestado la necesidad de aplicar Control Estadístico de Procesos de forma
computarizada como técnica de monitoreo control y prevención de fallos en el
contenido neto de los productos envasados, para evitar sanciones por bajos llenados
de parte de los entes regulatorios como el Servicio Autónomo Nacional de
Normalización, Calidad, Metrología y Reglamentos Técnicos (SENCAMER), y las
diferencias de inventarios por llenados excesivos que representan producto gratuito
para el consumidor y perdida para la compañía. Para cumplir con dicho cometido se
implementa un sistema basado en arquitectura PC como proyecto de Pasantías
Industriales Largas para la Universidad Nacional Experimental Politécnica de la
Fuerza Armada. El prototipo obtenido, realiza la digitalización del contenido neto de
los envases de grasas y aceites con una balanza electrónica enlazada a un computador
personal con bus externo usando el protocolo RS-232 como capa física y una
aplicación programada en lenguaje Java; que simultáneamente administra la
información hacia el gestor de bases de datos MySQL. Por otro lado la aplicación
ejecuta un tratamiento estadístico a la información colectada para el trazado de
gráficos de control de Shewhart a través de una interfaz gráfica de usuario, y además
genera un reporte informativo de la gestión por lotes.
Palabras claves: Sistema de Adquisición y Procesamiento de Datos, Control
Estadístico de Procesos, Contenido Neto, Software, Computador Personal, Balanza.
x
INDICE
INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 1
PARTE I. ACTIVIDADES DEL PASANTE ........................................................... 4
MARCO ORGANIZACIONAL ............................................................................... 4
1.1. La Empresa................................................................................................ 4
1.1.1. Industrias Venoco C.A (IVCA)......................................................... 4
1.1.2. Compañía Anónima Nacional de Grasas Lubricantes (CANGL) ..... 5
1.1.3. Lubricantes Venoco Internacional, C.A (LVICA) ............................ 6
1.1.4. Servicios Técnico Administrativos Venoco C.A (STAVCA).......... 6
1.1.5. Química Venoco, C.A. (QVCA) ....................................................... 7
1.1.6. Aditivos Orinoco de Venezuela (ADINOVEN) ............................... 7
1.1.7. Misión ............................................................................................... 7
1.1.8. Visión ................................................................................................ 8
1.1.9. Ética................................................................................................... 8
1.1.10. Excelencia ......................................................................................... 8
1.2. Estructura Organizativa ............................................................................. 8
PLAN DE ACTIVIDADES .................................................................................... 12
2.1. Plan de Actividades Propuesto ................................................................ 12
2.2. Plan de Actividades Realizado ................................................................ 14
Semana I (11-10-2011 al 14/10/2011) ............................................................ 14
Semana II (17-10-2011 al 21/10/2011) ........................................................... 17
Semana III (24-10-2011 al 28/11/2011) .......................................................... 18
Semana IV (31-10-2011 al 04/11/2011) ......................................................... 20
Semana V (07-11-2011 al 11/11/2011) ........................................................... 21
Semana VI (14-11-2011 al 18/11/2011) ......................................................... 23
Semana VII (21-11-2011 al 25/11/2011) ........................................................ 24
Semana VIII (28-11-2011 al 02/12/2011) ....................................................... 24
Semana IX (05-12-2011 al 09/12/2011) ......................................................... 25
Semana X (12-12-2011 al 16/12/2011) ........................................................... 25
Semana XI (19-12-2011 al 23/12/2011) ......................................................... 25
Semana XII (03-01-2012 al 05/01/2012) ........................................................ 26
pp
xi
Semana XIII (08-01-2012 al 12/01/2012) ....................................................... 26
Semana XIV (15-01-2012 al 19/01/2012)....................................................... 27
Semana XV (22-01-2012 al 26/01/2012) ........................................................ 27
Semana XVI (29-01-2012 al 03/01/2012)....................................................... 27
2.3. Comparación Entre El Plan De Actividades Propuesto y Realizado ...... 28
APORTES DEL PASANTE ................................................................................... 39
PARTE II. PROYECTO DESARROLLADO ........................................................ 43
CONTEXTO TEÓRICO Y METODOLÓGICO .................................................... 42
1.1. El Problema ............................................................................................. 42
1.1.1. Planteamiento del Problema ............................................................ 42
1.1.2. Objetivos ......................................................................................... 45
1.1.2.1. Objetivo General ......................................................................... 45
1.1.2.2. Objetivos Específicos .................................................................. 45
1.1.3. Justificación..................................................................................... 46
1.1.4. Alcance ............................................................................................ 47
1.1.5. Limitaciones .................................................................................... 48
1.2. Marco Teórico ......................................................................................... 48
1.2.1. Estudios Previos .............................................................................. 48
1.2.2. Bases Teóricas ................................................................................. 51
1.2.2.1. Sistema de Adquisición de Datos (SAD) .................................... 51
1.2.2.2. Elementos de un Sistema de Adquisición de Datos. ................... 53
1.2.2.2.1. Sensores o transductores ...................................................... 53
1.2.2.2.2. Multiplexor ........................................................................... 53
1.2.2.2.3. Amplificador de Instrumentación ......................................... 54
1.2.2.2.4. S & H (Sample & Hold, Muestreo y Retención) .................. 54
1.2.2.2.5. ADC (Conversor A/D): ........................................................ 54
1.2.2.3. ¿Cómo se Adquieren los datos? .................................................. 54
1.2.2.4. Clasificación de Los SAD y su Conexión a Los Equipos de
Proceso …………………………………………….…………………….57
1.2.2.5. Balanza Electrónica ..................................................................... 58
1.2.2.5.1. Sensores y Transductores ..................................................... 59
Celdas de carga y galgas extensiométricas ........................................ 59
1.2.2.5.2. Acondicionadores de Señal .................................................. 59
xii
1.2.2.5.3. Módulo de Adquisición de Datos ......................................... 61
1.2.2.5.3.1. Convertidor Analógico Digital ...................................... 61
1.2.2.5.3.2. Microcontrolador .......................................................... 61
1.2.2.5.3.3. Módulo de Comunicación ............................................. 62
1.2.2.6. Funciones de los PC en la Industria ............................................ 63
1.2.2.7. Recommended Standard 232 (RS-232) ....................................... 65
1.2.2.8. Sistema Operativo ....................................................................... 66
1.2.2.9. Base de Datos .............................................................................. 66
1.2.2.10. Structured Query Language (SQL) ........................................... 66
1.2.2.11. El Control Estadístico de Procesos (CEP) ................................. 67
1.2.2.12. Causas Fortuitas ........................................................................ 67
1.2.2.13. Causas Asignables ..................................................................... 67
1.2.2.14. Gráfico de Control ..................................................................... 67
1.2.2.15. Nivel de Confianza .................................................................... 68
1.2.2.16. Valor crítico ............................................................................... 68
1.2.2.17. Índice de Capacidad de Proceso ................................................ 69
1.2.2.18. Gráficos de Control para Variables y Atributos ........................ 69
1.2.2.19. Sub Grupo Racional .................................................................. 70
1.2.2.20. Límites de Control ..................................................................... 70
1.2.3. Bases Legales y Normativas ........................................................... 70
1.2.4. Glosario de Términos ...................................................................... 71
1.3. Marco Metodológico ............................................................................... 73
1.3.1. Tipo de Proyecto ............................................................................. 73
1.3.2. Área de Conocimiento..................................................................... 73
1.3.3. Área de Aplicación .......................................................................... 73
1.3.4. Métodos ........................................................................................... 74
1.3.4.1. Método Estadístico. ..................................................................... 74
1.3.4.2. Investigación de Campo .............................................................. 74
1.3.4.3. Investigación de Documental ..................................................... 75
1.3.4.4. Ingeniería de Requerimientos ...................................................... 75
1.3.4.5. Ingeniería de Software ................................................................. 75
1.3.4.6. Ingeniería Económica .................................................................. 76
1.3.4.7. Ciclo de Proyecto ........................................................................ 76
xiii
1.3.5. Técnicas........................................................................................... 76
1.3.5.1. Muestreo Piloto ........................................................................... 77
1.3.5.2. Observación Directa .................................................................... 77
1.3.5.3. Entrevista No Estructurada .......................................................... 78
1.3.5.4. Cuaderno de Campo .................................................................... 78
1.3.5.5. Matriz de Selección ..................................................................... 78
1.3.5.6. Modelado de Sistemas ................................................................. 79
1.3.5.7. Descomposición Orientada a Objetos ......................................... 79
1.3.5.8. Modelación de Control Centralizado........................................... 80
1.3.5.9. Pruebas Estructurales .................................................................. 80
1.3.5.10. Pruebas Basadas en Requerimientos ......................................... 80
1.3.5.11. Diagrama de Flujo ..................................................................... 81
1.3.6. Procedimientos ................................................................................ 81
1.3.6.1. Recolección de Datos .................................................................. 81
1.3.6.2. Elaboración de Diagramas ........................................................... 81
1.3.6.3. Desarrollo de Interfaces Gráficas ................................................ 82
1.3.6.4. Redacción de Códigos Fuentes .................................................... 82
1.3.6.5. Configuración de equipos ............................................................ 82
1.3.6.6. Inspecciones del Software ........................................................... 82
REQUERIMIENTOS .............................................................................................. 81
2.1. Análisis de La Situación Actual .............................................................. 81
2.1.1. Experimento Piloto Ejecutado en La Línea de Envases Menores de
Planta de Grasas: ............................................................................................. 83
2.1.2. Experimento Piloto Ejecutado en La Línea de Envasado Canco de
Planta de Aceites ............................................................................................. 93
2.1.3. Análisis de los Resultados Obtenidos de los Experimentos Pilotos
de Planta de Grasas y Planta de Aceites.......................................................... 93
2.2. Listado de Requerimientos ...................................................................... 95
2.2.1. Requerimientos Técnicos: ............................................................... 95
2.2.1.1. Requerimientos Mínimos del Sistema Basado en PC ................. 95
2.2.2. Requerimientos Operativos: ............................................................ 96
2.2.3. Requerimientos Funcionales: .......................................................... 96
DISEÑO .................................................................................................................. 98
3.1. Diseño Conceptual .................................................................................. 98
xiv
3.1.1. Descripción de Los Componentes del Diseño .............................. 100
3.1.1.2. Computador Personal ................................................................ 100
3.1.1.2.1. El Hardware ........................................................................ 100
3.1.1.2.2. El Software ......................................................................... 100
3.1.1.3. Interfaz de Comunicación ......................................................... 102
3.2. Diseño Básico ....................................................................................... 103
3.2.1. Disponibilidad de Tecnologías ...................................................... 103
3.2.1.1. Estudios Técnicos ...................................................................... 103
3.2.1.1.1. Selección de la Balanza Electrónica ................................... 104
3.2.1.1.2. Selección de la Interfaz de Comunicación ......................... 106
3.2.1.1.3. Selección de Plataformas de Desarrollo ............................. 106
3.2.1.1.4. Selección Hardware del Computador ................................. 107
3.2.1.1.5. Especificaciones Técnicas del Diseño: .............................. 109
3.2.1.2. Estudios Económicos ................................................................ 109
3.2.1.3. Modelo Básico del Sistema Propuesto ...................................... 111
3.3. Diseño en Detalles................................................................................. 114
3.3.1. Listado de Componentes ............................................................... 114
3.3.2. Descripción de Planos ................................................................... 115
3.3.2.1. Plano de Ubicación de Equipos ................................................. 115
3.3.2.2. Plano de Mueblería .................................................................... 115
3.3.2.3. Plano de Conexión Física .......................................................... 116
3.3.3. Diagrama de Flujo del Software ................................................... 118
3.3.3.1. Diagrama de Flujo del Software de Adquisición ...................... 118
3.3.3.2. Diagrama de Flujo del Software de Procesamiento ................. 119
3.3.4. Descripción de Las Interfaces Gráficas......................................... 119
3.3.4.1. Ventana Control de Bienvenida y Control de Acceso ............... 120
3.3.4.2. Ventana Principal ...................................................................... 120
3.3.4.3. Ventana Interna Operadores ...................................................... 121
3.3.4.4. Ventana Interna Productos ........................................................ 123
3.3.4.5. Ventana Interna Lotes ............................................................... 125
3.3.4.6. Ventana Configurar ................................................................... 128
3.3.4.7. Ventana Usuarios ...................................................................... 129
3.3.4.8. Ventana Acerca de ..................................................................... 130
xv
IMPLEMENTACIÓN ........................................................................................... 137
4.1. Fabricación ............................................................................................ 137
4.1.1. Configuración de la Conexión con la Balanza Scout Pro ............. 138
4.1.2. Configuración de la Conexión con el Servidor de MySQL .......... 139
4.2. Programación ........................................................................................ 141
4.2.1. Paquetes......................................................................................... 142
4.2.2. Clases Implementadas ................................................................... 145
4.3. Interfaces Gráficas ................................................................................ 148
4.4. Montaje y Conexión .............................................................................. 152
4.5. Puesta En Marcha .................................................................................. 153
4.5.1. Prueba Estructural ......................................................................... 153
4.5.2. Pruebas Basadas en Requerimientos ............................................. 155
5.1. Conclusiones ......................................................................................... 164
5.2. Recomendaciones .................................................................................. 166
5.2.1. A la empresa .................................................................................. 166
5.2.2. A la Universidad ........................................................................... 166
BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................. 167
LISTA DE SIMBOLOS Y ABREVIATURAS .................................................... 171
ANEXOS .............................................................................................................. 172
xvi
INDICE DE TABLAS
Tabla A. Plan de Actividades Propuesto ................................................................ 12
Tabla B. Comparación del Plan de Actividades Propuesto y el Realizado ........... 29
Tabla C. Convención del Protocolo RS-232 .......................................................... 65
Tabla D. Cuadro Resumen de la Metodología a Emplear ...................................... 84
Tabla E. Mediciones del contenido neto (g) de cartuchos en línea de envases
menores planta de grasas. ............................................................................................ 85
Tabla F. Tabla resumen de resultados del Experimento Piloto Línea de Aceites
Canco ………………………………………………………………………….94
Tabla G. Matriz de selección de la balanza electrónica ....................................... 104
Tabla H. Cotejo del Computador Adquirido con los requerimientos .................. 108
Tabla I. Especificaciones finales deseadas del Sistema de Adquisición y
Procesamiento de Datos ............................................................................................ 109
Tabla J. Estimación de Recursos Informáticos ................................................... 110
Tabla K. Estimación de Recursos Humanos ........................................................ 110
Tabla L. Estimación de Materiales ...................................................................... 111
Tabla M. Listado de Componentes del Sistema ................................................... 114
Tabla N. Tabla de Valores de Entrada para la Prueba Estructural ....................... 153
Tabla O. Tabla de Valores de Salidas Esperados ................................................. 153
xvii
LISTA DE FIGURAS
Figura. 1. Estructura Organizativa Industrias Venoco 2011 ................................. 9
Figura. 2. Estructura Organizativa Gerencia de General ..................................... 10
Figura. 3. Estructura Organizativa Gerencia de Manufactura ............................. 11
Figura. 4. Departamento de Mantenimiento CANGL-ADINOVEN ................... 11
Figura. 5. Vista Satelital Adinoven C.A .............................................................. 18
Figura. 6. Reactor ubicado en Edificio Fabricación Adinoven CA ..................... 19
Figura. 7. Patio de tanques I Adinoven ............................................................... 19
Figura. 9. Diagrama del Patio de tanques I Adinoven ......................................... 40
Figura. 10. Diagrama del Patio de tanques II Adinoven ....................................... 40
Figura. 11. Estación de embalado de la línea de Liga de Adinoven...................... 41
Figura. 12. Diagrama de Control de Automatización Estación de Embalaje ........ 41
Figura. 13. Tablero de control del con vista al PLC GLOFA ............................... 42
Figura. 14. Diagrama de tuberías e instrumento realizado. ................................... 42
Figura. 15. Programa en escalera del contador de tapas. ....................................... 43
Figura. 16. Diseño de la interfaz Gráfica en el Software EasyBuilder8000 .......... 43
Figura. 17. Tablero de control del sistema de conteo de tapas .............................. 44
Figura. 18. Sistema de alineación dispensador y conteo de tapas ......................... 44
Figura. 19. Tablero de control del Sistema de Pesaje de Pailas. ........................... 45
Figura. 20. Formato del Grafico de Control de Promedio y Rango ...................... 43
Figura. 21. Arquitectura Genérica de los sistemas de adquisición de datos .......... 53
Figura. 22. Diagrama de Bloques de un SAD genérico......................................... 55
Figura. 23. Métodos usuales para la adquisición de datos .................................... 58
Figura. 24. Celda de Carga con Galgas en Configuración Puente Wheastone ...... 59
Figura. 25. Transductor de Presión de Silicio difundido ....................................... 60
Figura. 26. Diagrama en Bloque de una Balanza Digital Industrial ...................... 62
Figura. 27. Gráfico de control X-S ........................................................................ 68
Figura. 28. Deficiencias del CEP Manual en CANGL .......................................... 83
Figura. 29. Gráfico de Control de Promedio, muestreo piloto en Planta de Grasas.
…………………………………………………………………….....89
Figura. 30. Gráfico de Control de Rango, muestreo piloto en Planta de Grasas. .. 90
pp
xviii
Figura. 31. Módulo de Adquisición de Datos ...................................................... 100
Figura. 32. Arquitectura del Software propuesto. ................................................ 101
Figura. 33. Diagrama en bloque del Diseño Conceptual. .................................... 102
Figura. 34. Balanza Ohaus Scout Pro .................................................................. 105
Figura. 35. Case computador HP Compaq D220 MT. ........................................ 108
Figura. 36. Diagrama en bloque del Modelo Básico propuesto .......................... 112
Figura. 37. Diagrama del modelo básico propuesto mostrando los elemento del
hardware ……………………………………………………………………...112
Figura. 38. Diagrama del modelo de Software básico propuesto ........................ 113
Figura. 39. Arquitectura del Software de Aplicación .......................................... 113
Figura. 40. Plano de Ubicación en Planta del Sistema ........................................ 115
Figura. 41. Mueblería del computador y de la balanza vista isométrica y superior.
……………………………………………………………………...116
Figura. 42. Conectores DB9 Macho y Hembra ................................................... 117
Figura. 43. Conexión entre la balanza y el computador ...................................... 117
Figura. 44. Diagrama de Flujo de Aplicación de Adquisición de datos. ............. 118
Figura. 45. Diagrama de Flujo de Aplicación de Procesamiento Estadístico...... 119
Figura. 46. Ventana inicial de bienvenida y control de acceso al sistema .......... 120
Figura. 47. Ventana Principal del Sistema .......................................................... 121
Figura. 48. Ventana Operadores, con formulario de ingreso abierto .................. 122
Figura. 49. Dialogo explorador de imágenes. ...................................................... 122
Figura. 50. Formulario de edición de operador abierto ....................................... 123
Figura. 51. Ventana Interna Productos ................................................................ 124
Figura. 52. Dialogo de edición de productos ....................................................... 124
Figura. 53. Ventana Interna Lotes. ...................................................................... 125
Figura. 54. Dialogo de Nuevo Lote Panel Principal. ........................................... 126
Figura. 55. Dialogo de Nuevo Lote, Panel Monitor. ........................................... 126
Figura. 56. Dialogo de Nuevo Lote, Panel Tablas............................................... 127
Figura. 57. Dialogo de Nuevo Lote, Panel Resultados. ....................................... 127
Figura. 58. Ventana de Configurar, panel Servidor MySQL.............................. 128
Figura. 59. Ventana de Configurar, panel Balanza.............................................. 129
Figura. 60. Ventana Administración de Usuarios.............................................. 129
Figura. 61. Ventana Agregar un nuevo usuario. .................................................. 130
xix
Figura. 62. Ventana Acerca de. ........................................................................... 130
Figura. 63. Mueblería en Fabricación .................................................................. 138
Figura. 64. Dialogo de Configuración de la Balanza Scout Pro .......................... 139
Figura. 65. Configuración de Conexión con el servidor de base de datos MySQL
……………………………………………………………………...140
Figura. 66. Dialogo de Configuración del Servidor mostrando éxito en la prueba
de conexión con el Servidor MySQL. ....................................................................... 141
Figura. 67. Paquetes de la Aplicación SCEC ...................................................... 142
Figura. 68. Paquete SCEC y clases contenidas ................................................... 143
Figura. 69. Paquete Lotes y clases contenidas..................................................... 143
Figura. 70. Paquete Operadores y clases contenidas ........................................... 144
Figura. 71. Paquete Productos y clases contenidas ............................................. 144
Figura. 72. Paquete InterfazSerial y clases contenidas ........................................ 145
Figura. 73. Paquete usuario y clase TransferenciaU ........................................... 145
Figura. 74. Desarrollo de la Interfaz de Configuración y Adquisición de datos en
Netbeans IDE 7.01 .................................................................................................... 149
Figura. 75. Diseñando la ventana de bienvenida al sistema en Netbeans IDE 7.0.1
……………………………………………………………………...150
Figura. 76. Interfaz del Monitoreo Estadístico en Netbeans IDE 7.0.1 ............... 150
Figura. 77. Añadiendo un evento a un boton en Netbeans IDE 7.0.1 ................. 151
Figura. 78. Codigo del Panel Lotes en Netbeans IDE 7.0.1 ................................ 151
Figura. 79. Sistema instalado en La Línea de Envases Menores de Grasas de
CANGL ……………………………………………………………………...152
Figura. 80. Dialogo de Ingreso de Nuevo Producto Resaltando los resultados... 154
Figura. 81. Dialogo Configurar Nuevo lote. ........................................................ 155
Figura. 82. Dialogo Nuevo Lote en pestaña de panel principal .......................... 156
Figura. 83. Dialogo de Ingreso de Nuevo Producto Resaltando los resultados... 156
Figura. 84. Scout Pro colocada a “0”................................................................... 157
Figura. 85. Midiendo el contenido de un envase de Grasa Venlicom ARP. ....... 157
Figura. 86. Enviando el dato hacia el computador. ............................................. 158
Figura. 87. Dialogo interrogatorio de confirmación de medición. ...................... 158
Figura. 88. Tabla de datos visualizando el peso adquirido. ................................. 159
Figura. 89. Dialogo de la ventana de adquisición de datos ................................. 159
Figura. 90. Tabla de datos y dentro de ella el promedio y rango. ....................... 160
xx
Figura. 91. Gráfico de control X-R con un 1 punto graficado............................. 160
Figura. 92. Gráfico de Control X-R con muestras dentro de la zona permisible de
3σ. 161
Figura. 93. Tabla de datos del gráfico de control ................................................ 161
Figura. 94. Panel Nuevo Lote Pestaña Histograma ............................................. 162
Figura. 95. Dialogo Impresión de Reporte .......................................................... 162
Figura. 96. Dialogo de Advertencia indicando una situación fuera de control. .. 163
Figura. 97. Gráfico de Control con un punto fuera de la zona permisible. ......... 163
INTRODUCCIÓN
En la actualidad debido al crecimiento poblacional que genera una aumentada
demanda de productos y servicios sumado a un mercado inflacionario lleno de
altibajos a nivel económico, ha conllevado a la necesidad de las empresas
manufactureras a emplear técnicas que permitan disminuir los tiempos de producción
garantizando la calidad del producto, es por ello que la Compañía Anónima Nacional
de Grasas y Lubricantes emplea métodos estadísticos para la detección oportuna de
las causas asignables para corregir el proceso y evitar productos defectuosos. Donde
la situación problemática es el pobre rendimiento que posee la aplicación de técnicas
de control estadístico de forma manual en el proceso de envasado de grasas y aceites
lubricantes. Las técnicas aplicadas de forma manual impiden la identificación
oportuna del proceso cuando se ha descontrolado, lo que podría ocasionar llenados
fuera de las tolerancias con respecto al contenido neto declarado en los envases. Un
bajo llenado representa una amenaza a recibir demandas por parte los consumidores y
un alto llenado es una perdida acumulativa por cada envase que repercute de forma
negativa en las diferencias de inventarios.
Este informe está dividido en dos partes bien diferenciadas a nivel de
presentación sin embargo van de la mano en los hechos ocurridos. Al inicio de la
primera en el Capítulo I parte se presenta el Marco Organizacional de Industrias
Venoco. C.A, mostrando su topología administrativa y valores con los que la empresa
se rige en sus políticas internas. En el Capítulo II se muestra un cuadro propuesto
para las actividades del pasante, para luego presentar semanalmente las actividades
realizadas por el mismo. Continuando con el contraste o cruce de las actividades
realizadas con las propuestas. Finalizando en el Capítulo III se muestra aquellas
actividades que realizo el pasante que están fuera del cronograma propuesto los
cuales son consideradas aportes hacia el departamento.
2
La segunda parte explica de forma cronológica el desarrollo del proyecto, en
el Capítulo I abarca la problemática, y los objetivos propuestos para solventarla, con
su respectivo alcance, justificación, presentación de investigaciones anteriores, y
conceptos que servirán de apoyo durante la ejecución del diseño. Posteriormente se
presenta el marco metodológico que engloba los métodos, técnicas y procedimientos
a emplear y el amparo legal de las leyes y normas que justifican y avalan la
realización del proyecto.
Posteriormente se presenta en el Capítulo II un estudio del análisis de la
situación actual en planta de grasas y aceites, y el listado de requerimientos que
servirán de insumo para la realización del diseño que presentado en el Capítulo III
desarrollado en sus tres etapas, preliminar o conceptual, básico y en detalles, para
finalmente en el Capítulo IV presentar la implementación en campo y la realización
de pruebas hacia el sistema de adquisición y procesamiento para cerrar con las
conclusiones y recomendaciones obtenidas durante del desarrollo de este proyecto de
pasantías industriales largas.
PARTE I. ACTIVIDADES DEL PASANTE
CAPITULO I
MARCO ORGANIZACIONAL
1.1. La Empresa
El autor realizó sus actividades y proyecto de Pasantías Industriales Largas en
Industrias Venoco C.A puntualmente en la filial llamada: Compañía Anónima
Nacional de Grasas y Lubricantes (CANGL), donde se presenta en el transcurso de
este capítulo el marco organizacional y un resumen de sus antecedentes extraído de su
página web www.venoco.com.
1.1.1. Industrias Venoco C.A (IVCA)
IVCA es la empresa holding del grupo de empresas Venoco. Constituye una
organización cuyas empresas son coordinadas por sus directores, ejecutivos y
trabajadores para la satisfacción de cada una de aquellas partes involucradas: clientes,
accionistas, empleados y la comunidad, inspirados sobre los principios fundamentales
de Venoco: contribuir a la industrialización de las principales materias primas
nacionales, incrementar las exportaciones de productos no tradicionales y de este
modo desarrollar una efectiva fortaleza tecnológica, todo esto gobernado por un
estricto código de ética.
Desde el inicio de sus primeras operaciones industriales en 1960, Venoco ha
obtenido y mantenido diversos reconocimientos nacionales e internacionales debido
5
al alto índice de calidad tanto en sus productos como en los procesos de elaboración
de los mismos.
1.1.2. Compañía Anónima Nacional de Grasas Lubricantes (CANGL)
CANGL fue fundada en 1958 y comenzó operaciones en 1960 fabricando
grasas lubricantes para las empresas petroleras internacionales que operaban en
Venezuela para aquella época. En 1963 comenzó la producción de aceites lubricantes.
En 1973 el gobierno de Venezuela emitió la ley de reserva del mercado nacional de
hidrocarburos al estado a través de la empresa Corporación Venezolana del Petróleo
(CVP). CANGL continuó la fabricación de lubricantes para la empresa del estado a la
vez que un mercado de exportación para su marca VENOCO.
En 1993 el gobierno venezolano permitió la participación de otras empresas
en el mercado nacional. En 1994 MOBIL INTERNATIONAL PETROLEUM
CORPORATION (Hoy en día ExxonMobil) compró el 50% de las acciones de
CANGL a INDUSTRIAS VENOCO, C.A. y así la empresa pasó a fabricar las
marcas MOBIL y VENOCO, las cuales son distribuidas por sus respectivas
organizaciones comerciales independientes.
La empresa posee también un acuerdo de manufactura para elaborar los
productos marca BP para BP Exploración de Venezuela, S.A. y de grasas marca
PDV. Al igual que manufactura las marcas TrebolGas y Llanopetrol.
CANGL tiene una capacidad de fabricación de 10.000 TM/año de grasas
lubricantes trabajando a un turno por día y 90 millones de litros de capacidad de
mezcla de aceites sobre la base de un turno de trabajo diario. Cangl cuenta con la
certificación ISO-9002 y con la marca Norven en algunos de sus productos.
6
1.1.3. Lubricantes Venoco Internacional, C.A (LVICA)
LVICA fue fundada en 1994 a los fines de mercadear la marca de lubricantes
"VENOCO". La empresa posee su propia red de distribución nacional e internacional
la cual le ha permitido aumentar su participación de mercado, mantener una estrecha
relación con sus clientes y un alto grado de satisfacción de los mismos.
1.1.4. Servicios Técnico Administrativos Venoco C.A (STAVCA)
En 1972 INDUSTRIAS VENOCO, C.A. (IVCA) funda para proveer recursos
humanos y soporte técnico y administrativo a las otras empresas afiliadas a IVCA.
Anteriormente estos servicios eran suministrados por CANGL bajo contrato con el
resto de las empresas afiliadas.
Los recursos humanos son orientados básicamente hacia la satisfacción directa
de las necesidades en las áreas de manufactura y mercadeo así como también en las
operaciones de planta. Los soportes técnicos y administrativos están dados bajo el
concepto de descentralización/centralización, y de esta manera maximizar las
economías de escala.
Estos servicios incluyen diferentes departamentos tales como tesorería,
contabilidad, auditoria, informática, consultoría, laboratorio, mantenimiento de
instalaciones, almacén, ingeniería, relaciones laborales, procura, seguridad integral,
control de medio ambiente y protección de planta física, control de calidad,
investigación y desarrollo, entre otras.
7
1.1.5. Química Venoco, C.A. (QVCA)
QVCA fue fundada en 1966 como la primera empresa petroquímica mixta
donde el estado venezolano a través del INSTITUTO VENOZOLANO DE
PETROQUÍMICA (IVP) se asoció con capitales privados venezolanos y extranjeros
con el fin de desarrollar la industria petroquímica venezolana.
1.1.6. Aditivos Orinoco de Venezuela (ADINOVEN)
ADINOVEN fue fundada como una asociación de INDUSTRIAS VENOCO,
C.A. (IVCA) con el 55% del capital social e INFINEUM DE VENEZUELA, S.A.
(subsidiaria de INFINEUM INTERNATIONAL) con una participación del 45%,
como parte de la integración de los negocios de aditivos para lubricantes de
ExxonMobil y Shell (anteriormente existía una asociación entre IVCA y Exxon
Chemicals llamada ADINOCO) y así fabricar los aditivos para lubricantes usando las
tecnologías Paramins de ExxonMobil así como también las tecnologías de Shell.
En 1994, pasó a ser la primera empresa en Venezuela en obtener la certificación
ISO-9002 de parte de una empresa auditora de reconocimiento internacional.
Igualmente, la empresa ha sido líder en los récords de seguridad entre las empresas
que operan con la tecnología Paramins alrededor del mundo.
1.1.7. Misión
Venoco, teniendo como principio guía la satisfacción de las necesidades de sus
clientes, promueve, opera y lideriza negocios rentables propios o en asociación dentro
de la industria química, petroquímica, de lubricantes y sus actividades conexas
8
orientadas al mercado nacional e internacional, valiéndose de sus propios méritos y
capacidades y de sus ventajas competitivas reales en tecnología y recursos humanos.
1.1.8. Visión
Venoco asume el reto de consolidarse como empresa líder, modelo de
organización y gestión profesional, guiada por la moral y la ética, que atiende
exitosamente a sus clientes en las áreas químicas y petroquímicas en los mercados
nacional e internacional.
1.1.9. Ética
Profesamos un riguroso apego a los principios morales y éticos que garantizan
una conducta ejemplar.
1.1.10. Excelencia
Somos una empresa orientada a la acción y obtención de resultados
cualitativos. Nos empeñamos en elevar los niveles de exigencias y fomentar nuevas y
mejores formas de hacer nuestro trabajo, participando así en la filosofía del
mejoramiento continuo.
1.2. Estructura Organizativa
El pasante fue asignado a laborar en Compañía Anónima Nacional de Grasas y
Lubricantes que está bajo la jurisdicción de Gerencia General de División de
Lubricantes.
9
Figura. 1. Estructura Organizativa Industrias Venoco 2011
Fuente: Industrias Venoco C.A 2012
La Gerencia General División Lubricantes tiene a cargo otras subordinadas que
cumplen su función dentro de la estructura organizativa, el pasante depende de la
gerencia de manufactura cumple las funciones de dirigir las operaciones y
mantenimiento para mantener las producción dentro de los niveles dictaminados de
acuerdo a la demanda.
El pasante fue asignado al departamento de Mantenimiento el cual cumple las
labores de ejecutar las filosofías de mantenimiento dentro de las instalaciones que
involucran el proceso de producción. Por otro lado también diseña planifica y ejecuta
proyectos de mejoras en las áreas de electricidad, mecánica e instrumentación a los
10
equipos y maquinarias de las plantas de Adinoven y CANGL tomando en
consideración, factores como ergonomía, seguridad, calidad y rapidez de producción.
Figura. 2. Estructura Organizativa Gerencia de General
Fuente: Industrias Venoco C.A 2012
Este departamento se rige bajo el tipo de mantenimiento preventivo a los
equipos mecánicos o rotatorios, y correctivo a los equipos de naturaleza eléctrico o
electrónico, sin embargo todos estos poseen programadas inspecciones visuales por
parte del personal técnico para detectar situaciones de averías.
La administración, seguimiento y gestión de las órdenes de mantenimiento es
llevada a cabo por el programador de mantenimiento a través de un software
especializado de gestión de mantenimiento llamado “MP2”.
Por último el pasante estará a cargo de la división de Electricidad e
Instrumentación del departamento de mantenimiento, para ello forma parte del equipo
11
de trabajo para la realización de los proyectos de mejoras a desarrollar en este
informe de pasantías.
Figura. 3. Estructura Organizativa Gerencia de Manufactura
Fuente: Industrias Venoco C.A 2012
Figura. 4. Departamento de Mantenimiento CANGL-ADINOVEN
Fuente: Industrias Venoco C.A 2012
Jefe de Mantenimiento
Programador de Mantenimiento
Supervisor Electricidad e
Instrumentación
Técnicos
Electricistas
Técnicos
Instrumentistas
Supervisores
Mecánica
Técnicos
Mecánicos
CAPITULO II
PLAN DE ACTIVIDADES
2.1. Plan de Actividades Propuesto
Tabla A. Plan de Actividades Propuesto
SEMANA DEBERES Y
RESPONSABILIDADES
A DESARROLLAR
OBSERVACIONES
1
11-10-2011
al 14-10-2011
Inducción y Adaptación. Generación
de listados de equipos en líneas
(Liga) de envasado para el proyecto
de actualización de la data de
ADINOVEN en el software de
gestión de mantenimiento “MP2”.
Generación de listados de equipos en
líneas de envasado (Acuoso) para el
proyecto de actualización de da la
data de ADINOVEN en el software
de gestión de mantenimiento “MP2”.
Generación de listados
de elementos por
estación clasificados
según tipo (Eléctricos,
Instrumentación,
Mecánicos), trascripción
a hoja de cálculo,
revisión y depuración
final. Entrega al
programador(a) de
mantenimiento.
2
17-10-2011
al 21-10-2011
Generación de listados de equipos en
líneas de envasado (Aditivos) para el
proyecto de actualización de da la
data de ADINOVEN en el software
de gestión de mantenimiento “MP2”.
Generación de listados de equipos en
edificio de fabricación, para el
proyecto de actualización de da la
data de ADINOVEN en el software
de gestión de mantenimiento “MP2”.
Generación de listados
de elementos por
estación, clasificados
según tipo (Eléctricos,
Instrumentación,
Mecánicos), trascripción
a hoja de cálculo,
revisión y depuración
final. Entrega al
programador(a) de
mantenimiento.
13
Continuación de Plan de Actividades Propuesto
SEMANA DEBERES Y
RESPONSABILIDADES
A DESARROLLAR
OBSERVACIONES
3 - 4
24-10-2011
al 4-11-2011
Generación de listados de equipos en
Patio de tanques 1 y 2, para el
proyecto de actualización de da la
data de ADINOVEN en el software
de gestión de mantenimiento “MP2”.
Generación de listados de equipos en
Patio de Zona de Bombeo área de
calderas y compresores, para el
proyecto de actualización de da la
data de ADINOVEN en el software
de gestión de mantenimiento “MP2”.
5
07-11-2011
al 11-11-2011
Interfaz para la adquisición
procesamiento y almacenamiento de
datos hacia un computador
Determinar la situación actual del
sistema de control estadístico.
Determinar los requerimientos
técnicos, operativos y funcionales
del sistema a diseñar.
.
6-10
14-11-2011
al 16-12-2011
Plantear las posibles soluciones que
podrían cubrir los requerimientos de
diseño, y realizar la selección.
Planificar la ejecución del diseño del
sistema del sistema, (procura).
Ejecutar la fabricación del diseño, en
su fase de detalles. Programar
interfaces, y códigos fuentes.
Validar el funcionamiento mediante
pruebas en frió.
Generar documentación (manuales
de uso) y realizar entrega y cierre del
prototipo.
14
Continuación de Plan de Actividades Propuesto
SEMANA DEBERES Y
RESPONSABILIDADES
A DESARROLLAR
OBSERVACIONES
11
19-12-2011
al 23-12-2012
Diseño de un control inalámbrico,
para la grúa móvil, de planta de
grasas, de CANGL.
Determinar la situación actual del
control de la grúa de carga de planta
de grasas, y determinar
requerimientos técnicos operativos y
funcionales del control inalámbrico a
desarrollar.
Plantear las posibles soluciones que
podrían cubrir los requerimientos de
diseño y seleccionar la más adecuada
para el caso posteriormente realizar
la selección de los componentes.
12-16
03-01-2012
al 03-02-2012
Realizar diseño, validar en
simulador, y listar componentes
necesarios para el diseño.
Planificar la ejecución, listando
materiales, equipos, y la cantidad de
tiempo necesario, y proceder con la
procura.
Realizar pruebas en frio, para luego
proceder con la implementación del
diseño, pruebas en caliente y puesta
en marcha.
2.2. Plan de Actividades Realizado
Semana I (11-10-2011 al 14/10/2011)
En la primera semana, el pasante cumplió con el procedimiento de ingreso, el
cual consiste en el llenado de las planillas de seguro, y el recibimiento de las charlas
15
de higiene y seguridad para garantizar el buen comportamiento dentro de la planta.Se
recibió la dotación de equipos de seguridad, para minimizar los riesgos dentro de la
planta y un recorrido por las instalaciones para conocer los procesos productivos
dentro de industrias Venoco. Posteriormente se le doto de carnet de identificación el
cual es de uso obligatorio dentro de las instalaciones de la empresa. Esta semana es
de adaptación e incurre por parte del pasante conocer el clima de trabajo y estar al
tanto de las normas y procedimientos de seguridad.
El pasante le asignan como primera actividad la recaudación de información
de los elementos que constituyen a los equipos de las líneas de envasado de
ADINOVEN, como se mencionó en la primera sección, Aditivos Orinoco de
Venezuela, es una filial de Industrias Venoco, la cual se encarga de la fabricación de
especialidades químicas y productos petroquímicos, como los aditivos mejoradores
de viscosidad y octanaje, la misma está compuesta por tanques de mezclado y líneas
de llenado en envases de productos acuosos, fluidos para frenos y aditivos. La línea
de envasado de “Liga para Frenos” es la primera a la que el pasante le realizó el
levantamiento, primeramente se identificaron los equipos pertenecientes de la línea y
se realizó el conteo de las estaciones:
Etiquetado.
Codificado.
Llenado.
Tapado.
Sellado por Inducción.
Encajado y cocción.
Paletizado.
Posteriormente finalizada esta actividad el pasante se encarga de generar los
listados de elementos de los equipos de la línea de productos “Acuosos”, en ella se
16
envasan los productos: limpia parabrisas, refrigerante automotor, en sus
presentaciones roja y verde, ambos de la gama de productos llamada “Mr Car”
recorriendo las siguientes estaciones:
Etiquetado: Descrita en la sección 1 de la línea de liga para frenos.
Codificado.
Llenado.
Tapado.
Sellado por Inducción.
Encajado.
Encintado y Codificado.
Paletizado y Embalado.
.
Los resultados obtenidos durante esta semana es básicamente el listado de
elementos de campo, de los equipos de la línea de envasado de ligas para frenos y
productos acuosos, donde los elementos fueron clasificados dependiendo de su
naturaleza, ya sea eléctricos, mecánicos o de instrumentación. Estos listados servirían
como insumo a la gestión llevado por el programador del departamento, para
actualizar la información en el software de programación de mantenimiento
preventivo.
El levantamiento de este listado sirvió como medio de adaptación, ya que con
la identificación y generación del mismo, el pasante interactuó con el personal de la
planta, a través de la entrevista no estructurada se obtuvo información por parte de los
operadores y técnicos especializados de las partes o elementos críticos que
constituyen los equipos de cada estación de la línea de producción.
17
Semana II (17-10-2011 al 21/10/2011)
Como continuación del levantamiento y generación de listados de las líneas de
envasado de ADINOVEN, el pasante abordo la línea de envasado de aditivos,
destacando las estaciones a continuación:
Etiquetado.
Codificado.
Llenado de aditivos.
Llenado de Acuosos.
Llenadora de Ducha Grafitada.
Tapadora.
Encajado encintado y codificado
Paletizado y embalado.
Habiendo concluido con los listados de equipos y componentes de las líneas de
producción del edificio de envasado, el pasante procede se traslada a levantar el
listado de equipos que pernotan en el edificio de fabricación de Adinoven.
El edificio de fabricación posee dos niveles planta baja, y mezanina, está
compuesta por tanques de mezclas, reactores y un “masticador” industrial donde se
realizan los compuestos que luego son almacenados en los tanques que se encuentran
en el exterior para tal fin. Durante la mitad de la semana II el pasante se encargó de
recolectar el desglose de instrumentos y elementos de campo pertenecientes de cada
uno de los equipos en su respectiva ubicación técnica. Los resultados obtenidos
durante esta semana es la lista de elementos de campo clasificados por eléctricos,
mecánicos, y de instrumentación de la línea de envasado de aditivos y del edificio de
fabricación de Adinoven, los cuales servirán de insumo para la actualización y
depuración del sistema de gestión de mantenimiento, controlado por la programadora
Ingeniera María Pagnini.
18
Como se mencionó en el edificio de fabricación pernotan tanques, reactores de
variados tamaños y capacidad. La figura mostrada a continuación es uno de los
proyectos más recientes realizado por el departamento de ingeniería de STAVCA.
Donde para la fecha aún se encuentra en periodo de pruebas para su entrega formal al
personal de operaciones de la planta.
Figura. 5. Vista Satelital Adinoven C.A
Fuente: Google maps
Semana III (24-10-2011 al 28/11/2011)
A medida que el pasante avanza con la realización de los listados, del mismo
modo lo hace con los sectores de Adinoven que inspecciona. En esta semana se
dedicó exclusivamente a la identificación de los elementos de campo presentes del
Patio de Tanques I y II donde se almacenan los productos para su posterior envasado.
La variedad de los mencionados es numerosa, sin embargo los de mayor rotación son:
Liga Dot3, liga Dot4, refrigerante verde, rojo, limpiaparabrisas, y aceite dieléctrico.
19
El Patio de tanques es una extensión de terreno pavimentado donde se
encuentra los tanques de almacenamiento y mezcla de los productos ya mencionados
que produce Adinoven C.A.
Figura. 6. Reactor ubicado en Edificio Fabricación Adinoven CA
Fuente: Adinoven 2011
Figura. 7. Patio de tanques I Adinoven
Fuente: Adinoven (2011)
20
Los elementos de campos más frecuentes inventariados de cada uno de los
tanques del patio de tanques I y II destacan:
Motores Eléctricos Trifásicos.
Tableros de control.
Transmisores de nivel y temperatura.
Termómetros.
Manómetros.
Válvulas reguladoras de control.
Reductores Mecánicos.
Para facilitar la tarea de captura de información de los tanques, el pasante
realizo un diagrama con la ubicación de los tanques a recorrer. Esta herramienta
ayuda en la identificación de los tanques en los momentos que se realiza la redacción
del borrador del listado de elementos de campos que poseen los tanques.
Semana IV (31-10-2011 al 04/11/2011)
Cumpliendo a cabalidad el cronograma de actividades, el pasante se encarga
de realizar los levantamientos de los listados de elementos de campo de la zona de
bombeo, sala de compresores y calderas de Adinoven.
Primeramente se inventarió los elementos de la zona de bombeo, la cual es
donde se reciben las cisternas que traen consigo las materias primas para ser
almacenadas en tanques contenedores.
21
La sala de compresores es un área de servicio que consta de 4 compresores
industriales que trabajan de forma alternada. Proveen la presión de aire comprimido
que alimenta todos los sectores de la planta de ADINOVEN y CANGL.
El cuarto de calderas fue la última zona en inventariar, posee tres calderas piro
tubular de las cuales dos de ellas están en funcionamiento operativo. Estas son la
fuente de vapor saturado a todas las áreas de fabricación de Adinoven.
Los listados realizados se transcribieron en una hoja de Microsoft Excel 2003,
donde se muestra a continuación una muestra de la hoja de cálculo y un resumen de la
cantidad de elementos inventariados.
En total se inventarió 780 equipos de los cuales 227 son mecánicos, 257 de
instrumentación y 296 eléctricos.
Semana V (07-11-2011 al 11/11/2011)
El pasante da inicio a la realización del proyecto el cual como se conoce en el
cronograma es la realización de un Sistema De Adquisición y Procesamiento de
Datos A Para Establecer Un Control Estadístico De Contenido Neto en las Líneas de
Envases Menores De Grasas y Aceites (Canco).
Como primera actividad se realizó un recorrido en las líneas en cuestión y se
determinó la situación actual del sistema de control estadístico, destacando sus
deficiencias, tomando notas de los aspectos a mejorar en cuanto al desempeño del
sistema manual. Se entrevistó al personal de operadores de las líneas de producción
de grasas y aceites tomando nota de la situación actual.
22
Figura. 8. Hoja de Inventario Línea de Envasado Acuosos de Adinoven
Se realizó un muestreo piloto en planta de grasas con la finalidad de recabar los
parámetros estadísticos necesarios para establecer los límites de control para la
presentación de cartucho del producto grasa Venlicom Arp, obteniendo como
resultados la media, rango promedio, desviación estándar y capacidad del proceso.
Los parámetros mencionados son de suma importancia ya que anteriormente los
límites de control estaban realizados bajo un criterio de especificación arbitrario, sin
ningún fundamento real acerca de la capacidad real del proceso de llenado en planta
de grasas y aceites.
23
Los resultados obtenidos se resumen en los parámetros estadísticos referentes al
proceso de llenado como los límites de control de promedio y rango para la línea de
planta de grasas y las anotaciones acerca de las deficiencias y situación actual del
sistema manual de control estadístico de proceso.
Semana VI (14-11-2011 al 18/11/2011)
Se realizan entrevistas con el personal cliente del proyecto del sistema de
adquisición de datos, se levantan la lista de requerimientos, llegando a un consenso en
cuanto al alcance del sistema. Además se solicitó apoyo del departamento de
Aseguramiento de Calidad para proporcionar información referente a Graficas de
Control Shewhart basadas en normas de calidad venezolanas (Covenin).
Posteriormente levantado los requerimientos se procede a realizar el diseño de
la arquitectura considerando, ciertos factores como:
Facilidad de uso.
Simplicidad de diseño.
Ergonomía al operador.
Los resultados obtenidos, en esta fase son la lista de requerimientos y el diseño
conceptual del prototipo del sistema de adquisición de datos y procesamiento para el
control estadístico de contenido.
24
Semana VII (21-11-2011 al 25/11/2011)
Realizado el diseño conceptual se procede a investigar los elementos necesarios
en el mercado actual para seleccionar la solución más adecuada, se realizaron
estudios mediante matrices de selección y obteniendo así la lista de posibles
elementos que cumplen con los requerimientos.
Se inicializó la redacción de los códigos fuentes del software de adquisición
del computador. En resumen se obtuvieron los planos de la estructura, parte del
núcleo del software de adquisición y finalmente el listado de tecnologías a emplear
durante el desarrollo del sistema.
Semana VIII (28-11-2011 al 02/12/2011)
Se continuó con la redacción de los códigos fuentes del sistema de adquisición,
y el diseño de las interfaces gráficas. Se instaló un punto de electricidad de 120
voltios adyacente al sitio de ubicación del sistema computarizado. Se colectaron
muestras de envases de presentación de un cuarto de galón (1/4 G) durante una
jornada y mitad de la segunda, permitiendo obtener el promedio y rango del proceso
de llenado en la línea CANCO. Obteniendo así un perfil estadístico en cuanto a
promedio de volumen llenado y variación del proceso.
Se realizaron los cálculos de los límites de control para el proceso de llenado en
la línea Canco y el cálculo de la capacidad del proceso, donde este último determina
si existe la necesidad de realizar reingeniería al sistema para que produzca los
resultados dentro de la banda de especificaciones.
25
Semana IX (05-12-2011 al 09/12/2011)
Se realizaron pruebas de comunicación con la balanza Scout Pro 6001, a través
del manual de usuario se consultó la configuración y los comandos de dialogo de la
balanza, documentando así los necesitados para el proyecto. Los resultados de las
pruebas de comunicación entre la Scout Pro y el computador además de la escritura
de las capturas en la base de datos del servidor MySQL, se ejecutaron a cabalidad.
Cumpliendo así con la primera fase del proyecto como lo es la adquisición de datos.
Semana X (12-12-2011 al 16/12/2011)
Se empieza la redacción del código fuente del sistema de procesamiento, los
fundamentos estadísticos para el diseño de las Gráficas de Control Shewhart fue
facilitado por una bibliografía. Por otro lado se diseñó una estructura física que será
la mueblería del computador con la balanza y accesorios, en el programa Google
Sketchup, donde las medidas fueron obtenidas a través de la medición de los
componentes físicos (computador balanza y accesorios), y mediante consultas con
personal conocedor del área de ergonomía como lo es un Ingeniero Industrial.
Semana XI (19-12-2011 al 23/12/2011)
Para esta semana la adquisición de datos, era todo un hecho, logrando
almacenar las mediciones en una tabla en el Sistema de Gestión de Base de Datos
Mysql, a partir de aquí empezó el proceso de redacción de la etapa de los códigos
fuentes de los módulos de procesamiento, estableciendo como punto de partida la
interfaz principal donde el usuario interactuará. Se realizó la entrega de los planos de
26
la mueblería al departamento de soldadura para que ejecutara en físico el diseño,
comprometiéndose a realizarla en tres semanas, en hierro forjado y en color azul
marino.
Semana XII (03-01-2012 al 05/01/2012)
Se continuó la redacción de los algoritmos y códigos que almacenan los datos
del operador, producto y la clase que genera automáticamente los límites para cartas
de control por variables de promedio y rango. Para ello se utilizó como herramienta
de validación una hoja de cálculo que permitió comparar los resultados obtenidos con
el programa diseñado para este proyecto y realizar ajustes o cambios pertinentes en
el proceso de depuración.
Semana XIII (08-01-2012 al 12/01/2012)
Se continúan las actividades de programación del sistema de procesamiento
enfocándose en la redacción de los métodos que gobiernan el conteo regresivo de
tiempo de espera entre muestra y muestra. Además se empezó a redactar los códigos
que realizan la graficación de los promedios y rangos en una ventana del programa,
donde la graficación estará cargo de la librería “JfreeChart” la cual es de Open
Source y permite trazar gráficos de diversa índole.
27
Semana XIV (15-01-2012 al 19/01/2012)
Teniendo el avance de la programación aproximadamente en un setenta por
ciento (70 %), se ejecuta la programación de las etapas de guardado, y generación del
reporte imprimible que podrá generarse a partir de los datos almacenados en el
sistema indexado por el número de lote de producción, los módulos del programa
son probados y depurados utilizando herramientas del entorno de programación para
tal fin, tomando en consideración los errores ocultos, por lo que se aplicaron técnicas
de pruebas de software descritas en el desarrollo del proyecto. En paralelo se instaló
en Planta de Grasas la mueblería y el computador asignado para este proyecto, dando
el primero paso de la implementación del prototipo.
Semana XV (22-01-2012 al 26/01/2012)
Se concluye la programación, y se realiza la instalación en el computador en
Planta de Grasas donde este será la estación de trabajo tanto para la línea de grasas
como para la línea de aceites, y se proceden a realizar pruebas de validación, para
constatar el correcto funcionamiento. Se da una breve inducción, finalizando con una
evaluación de los datos cargados por los operadores. Se toman sugerencias del
Departamento Operaciones, y Aseguramiento de Calidad, además durante esa semana
se realizaron leves cambios en las líneas de código del programa.
Semana XVI (29-01-2012 al 03/01/2012)
Se realiza la redacción final del instructivo, y se realiza la entrega final del
mismo al departamento de Ingeniería de Procesos, se actualiza la versión del software
con las mejoras adicionadas y se procede a su verificación, puesta en marcha y
28
entrega final, durante esta semana se hizo seguimiento al uso que le da el programa
los operadores y supervisores, brindando asistencia ante alguna eventualidad y
reforzar el correcto uso de la aplicación. Para esta etapa se realiza el cierre del
proyecto, y la entrega formal de todos los componentes del equipo al personal de
operadores y supervisores de CANGL quedando abierto para modificaciones y
mejoras en el futuro.
2.3. Comparación Entre El Plan De Actividades Propuesto y Realizado
El plan propuesto difiere del realizado en las últimas cuatro semanas donde se
extendió el desarrollo del Sistema de Adquisición y Procesamiento de Datos para
establecer un control estadístico de proceso, aprovechando la cancelación del
proyecto del control remoto de la grúa móvil de planta de grasas, la justificación es de
índole técnico y económico por lo que se anexa el manifiesto del tutor industrial
dando fe de lo antes expuesto. Sin embargo el tiempo de sobra fue invertido en
actividades de adiestramiento y rediseño del sistema a través de las mejoras
propuestas.
Los cambios realizados en el cronograma están justificados en los anexos
mediante una comunicación escrita del tutor industrial, donde se manifiestan las
razones de los mismos, demostrando así que fueron por factores externos y ajenos a la
voluntad del pasante, por otro lado cabe destacar que la culminación de las
actividades se realizó el día tres de febrero, y no el siete del mismo mes como lo
expresa la carta de culminación de pasantías.
Resumiendo los cambios durante el transcurso de las actividades fueron no
fueron decisivos para el desempeño de los anteriormente planteado en el plan de
actividades propuesto.
29
Por otro lado es importante señalar que debido a la poca información al
momento de la definición del título del proyecto fue cambiado de “Interfaz para la
adquisición procesamiento y almacenamiento de datos hacia un computador”, a
“Sistema de Adquisición y Procesamiento de Datos para el Control Estadístico de
Contenido Neto de Grasas y Aceites en Industrias Venoco”.
Tabla B. Comparación del Plan de Actividades Propuesto y el Realizado
SEMANA PLAN DE ACTIVIDADES
PROPUESTO
PLAN DE ACTIVIDADES
REALIZADO
1
11-10-2011
al 14-10-2011
Inducción y Adaptación.
Generación de listados de
equipos en líneas (Liga) de
envasado para el proyecto de
actualización de la data de
ADINOVEN en el software de
gestión de mantenimiento
“MP2”.
Generación de listados de
equipos en líneas de envasado
(Acuoso) para el proyecto de
actualización de da la data de
ADINOVEN en el software de
gestión de mantenimiento
“MP2”.
Inducción y Adaptación.
Generación de listados de
equipos en líneas (Liga) de
envasado para el proyecto de
actualización de la data de
ADINOVEN en el software
de gestión de mantenimiento
“MP2”.
Generación de listados de
equipos en líneas de envasado
(Acuoso) para el proyecto de
actualización de da la data de
ADINOVEN en el software
de gestión de mantenimiento
“MP2”.
30
Continuación de Comparación del Plan Propuesto y Realizado
SEMANA PLAN DE ACTIVIDADES
PROPUESTO
PLAN DE ACTIVIDADES
REALIZADO
2
17-10-2011
al 21-10-2011
Generación de listados de
equipos en líneas de envasado
(Aditivos) para el proyecto de
actualización de da la data de
ADINOVEN en el software de
gestión de mantenimiento
“MP2”.
Generación de listados de
equipos en edificio de
fabricación, para el proyecto de
actualización de da la data de
ADINOVEN en el software de
gestión de mantenimiento
“MP2”.
Generación de listados de
equipos en líneas de envasado
(Aditivos) para el proyecto de
actualización de da la data de
ADINOVEN en el software de
gestión de mantenimiento
“MP2”.
Generación de listados de
equipos en edificio de
fabricación, para el proyecto de
actualización de da la data de
ADINOVEN en el software de
gestión de mantenimiento
“MP2”..
3 - 4
24-10-2011
al 4-11-2011
Generación de listados de
equipos en Patio de tanques 1 y
2, para el proyecto de
actualización de la data de
ADINOVEN en el software de
gestión de mantenimiento
“MP2”.
Generación de listados de
equipos en Patio de Zona de
Bombeo área de calderas y
compresores, para el proyecto de
actualización de da la data de
ADINOVEN en el software de
gestión de mantenimiento
“MP2”.
Generación de listados de
equipos en Patio de tanques 1 y
2, para el proyecto de
actualización de da la data de
ADINOVEN en el software de
gestión de mantenimiento
“MP2”.
Generación de listados de
equipos en Patio de Zona de
Bombeo área de calderas y
compresores, para el proyecto de
actualización de da la data de
ADINOVEN en el software de
gestión de mantenimiento
“MP2”.
31
Continuación de Comparación del Plan Propuesto y Realizado
SEMANA PLAN DE ACTIVIDADES
PROPUESTO
PLAN DE ACTIVIDADES
REALIZADO
5 07-11-2011
al 11-11-
2011
Interfaz para la adquisición
procesamiento y
almacenamiento de datos
hacia un computador
Determinar la situación actual
del sistema manual de pesado
estación de llenado de la línea
de aceite y grasas.
Determinar los
requerimientos técnicos,
operativos y funcionales del
sistema a diseñar.
Desarrollo de un Sistema Adquisición
Procesamiento y de datos para establecer
un control estadístico de proceso en las
líneas de envasado de grasa y aceites
.Muestreos Pilotos en Línea de Grasas y
Aceites.
Determinación de Parámetros
Estadísticos.
Determinar la situación actual del
sistema manual de control estadístico.
Determinar los requerimientos técnicos,
operativos y funcionales del sistema a
diseñar.
6-10
14-11-2011
al 16-12-
2011
Plantear las posibles
soluciones que podrían cubrir
los requerimientos de diseño,
y realizar la selección.
Plantear las posibles soluciones que
podrían cubrir los requerimientos de
diseño, y realizar la selección.
Planificar la ejecución del
diseño del sistema, (procura).
Ejecutar la fabricación del
diseño, en su fase de detalles.
Programar interfaces, y
códigos fuentes.
Validar el funcionamiento
mediante pruebas en frió.
Generar documentación
(manuales de uso) y realizar
entrega y cierre del prototipo.
Planificar la ejecución del diseño del
sistema del sistema, (procura).
Ejecutar la fabricación del diseño, en su
fase de detalles. Programar interfaces, y
códigos fuentes.
32
Continuación de Comparación del Plan Propuesto y Realizado
SEMANA PLAN DE ACTIVIDADES
PROPUESTO
PLAN DE ACTIVIDADES
REALIZADO
11
19-12-2011
al 23-12-2012
Diseño de un control
inalámbrico, para la grúa móvil,
de planta de grasas, de CANGL.
Determinar la situación actual
del control de la grúa de carga
de planta de grasas, y determinar
requerimientos técnicos
operativos y funcionales del
control inalámbrico a
desarrollar.
Plantear las posibles soluciones
que podrían cubrir los
requerimientos de diseño y
seleccionar la más adecuada para
el caso posteriormente realizar
la selección de los componentes.
Programación de códigos fuentes
del sistema de control estadístico
de contenido.
Pruebas al sistema, depuración
de errores, Validación del
funcionamiento mediante
pruebas en frió.
12-16
03-01-2012
al 03-02-2012
Realizar diseño, validar en
simulador, y listar componentes
necesarios para el diseño.
Planificar la ejecución, listando
materiales, equipos, y la
cantidad de tiempo necesario, y
proceder con la procura.
Realizar pruebas en frio, para
luego proceder con la
implementación del diseño,
pruebas en caliente y puesta en
marcha.
Charla al personal de planta de
grasas.
Generar documentación
(manuales de uso) y realizar
entrega y cierre del prototipo
CAPITULO III
APORTES DEL PASANTE
Durante la estadía del pasante se realizaron actividades fuera del cronograma
que a pesar de no estar contempladas en el mismo, sirvieron como aporte para la
organización como para el pasante, permitiendo así la adquisición de experiencia, e
intercambio de ideas durante la realización de dichas actividades las cuales fueron:
Elaboración de planos de ubicación del Patio de Tanque I y II de Adinoven,
ya que esta información está reservada por el departamento de Ingeniería, y
estos planos servirán de apoyo del Departamento de Mantenimiento. Para la
elaboración de los mismos se realizó a través de la herramienta de dibujo
Visio. El resultado obtenido se puede observar a través de la figura 9 y figura
10 donde se detallan los diagramas de ambos Patios de Tanques.
Se colaboró el dibujado (ver figura 12) de la etapa de control del proyecto de
automatización de la estación de embalaje de la Línea de Liga en Adinoven.
La programación fue realizada a través del software de programación GMWin
de la compañía LS, filial de LG con un PLC de la misma marca LS modelo
G7M-DRT30U .Para esta automatización fue necesario direccionar un total de
catorce entradas y nueva salidas, absolutamente todas son digitales.
40
Figura. 9. Diagrama del Patio de tanques I Adinoven
Fuente: Adinoven (2011)
Figura. 10. Diagrama del Patio de tanques II Adinoven
Fuente: Adinoven (2011)
41
Figura. 11. Estación de embalado de la línea de Liga de Adinoven
0COM0 1 2 3 COM1 4 5 6 7 COM2 8 COM3 9
L N 24V 0V COM0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
G7M-DRT30U
FU1
COM1 12 13
I3
FU2
˜120 V
I4 I5 I6 I7 I8 I9 I10I1 I2 I11 I12 I13I0
Q1Q0 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8
Figura. 12. Diagrama de Control de Automatización Estación de Embalaje
42
Figura. 13. Tablero de control del con vista al PLC GLOFA
Dibujo de un diagrama de tuberías e instrumentos del Manifold dos, de Planta
de Aceites (ver Figura 14), para ello se utilizó la herramienta de dibujo
Microsoft Visio. Este diagrama es de suma utilidad para el análisis de futuras
mejoras propuestas por el departamento de Ingeniería de Procesos.
P
Automotor
OCME 1
Automotor
OCME 2
2T Agua
OCMEATF
OCMECANCO TB-2 PA-2 H-2 H-1 H-3 H-4 PA-1 TB-1
Hacia OCME (Envasado)
Hacia totes
Hacia totes
Hacia totes
Hacia totes
Desde OCME (Levadura)
Envasado Tambores 1
Envasado Tambores 2
Envasado de Paila 2
Envasado de Paila 1
TQ15
TQ28
TQ48
TQ14
TQ47
TQ16
TQ49
TQ09
TQ06
TQ50
TQ02
TQ31
TQ3
TQ-
TQ5
TQ30
TQ7
TQ501
TQ4
TQ13
TQ19
TQ10
TQ11
TQ12
TQ08
TQS02
TQ DUCHA
TQ13
DIAGRAMA DE TUBERÍAS E INSTRUMENTOS MANIFOLD 2 PLANTA DE ACEITES
Envasadora CANCO
Figura. 14. Diagrama de tuberías e instrumento realizado.
43
Diseño y programación de interfaces gráficas de una HMI y del PLC del
proyecto de actualización de sistema de conteo de tapas en Venoenvases
(Planta de Tambores), para ello se utilizó el programa Easy Builder de la
firma Weintek.
Figura. 15. Programa en escalera del contador de tapas.
Figura. 16. Diseño de la interfaz Gráfica en el Software EasyBuilder8000
44
Figura. 17. Tablero de control del sistema de conteo de tapas
Figura. 18. Sistema de alineación dispensador y conteo de tapas
Fuente: Venoenvases 2012.
45
Realización de un instructivo impreso para el uso de un sistema de pesaje para
la Línea de Pailas en Planta de Aceites (ver Anexo M). Este sistema fue
realizado por el departamento de mantenimiento en el área de
instrumentación. Este equipo es capaz de ser programado para emitir una
alarma visual a través de una coctelera que posee dos luces pilotos.
Las Pailas de aceites son pesadas en una plataforma donde están
instaladas las celdas de carga sobre el riel de envasado. Cuando existe una
paila fuera de las tolerancias de envasado el operador puede ser visualizado a
través las luces mencionadas. Donde una condición anormal de llenado es
indicado con el brillo de la luz piloto rojo, por el contrario si el peso se
encuentra dentro de las tolerancias la luz piloto enciende verde.
Figura. 19. Tablero de control del Sistema de Pesaje de Pailas.
Fuente: CANGL 2012
PARTE II. PROYECTO DESARROLLADO
CAPITULO I
CONTEXTO TEÓRICO Y METODOLÓGICO
1.1. El Problema
1.1.1. Planteamiento del Problema
En los últimos años se ha deseado mejorar la calidad de los productos, tanto de
parte de los vendedores y consumidores. Para ello es indispensable por parte de
cualquier fabricante implante un procedimiento para detectar cualquier desviación
considerable del estándar de calidad deseada. Para que un producto cumpla con los
requerimientos del cliente generalmente deberá fabricarse con un proceso que sea
estable o repetible. Puntualizando, es necesario que el proceso opere con poca
variabilidad en las dimensiones objetivo o nominales de las características de calidad
del producto.
Actualmente en la Compañía Anónima Nacional de Grasas y Lubricantes
(CANGL), específicamente en la Línea de Envases Menores de Planta De Grasas y
la Línea Canco de Planta de Aceites, se utiliza un Sistema de Control Estadístico para
detectar desviaciones en el llenado de los diversos productos, sin embargo este posee
deficiencias evidentes, ya que el monitoreo de dicho control es llevado a través de un
gráfico de Shewhart realizado por el operador de forma manual (ver Figura 17) , lo
43
cual genera retrasos en las capturas del peso, sumado al posterior cálculo de los
parámetros estadísticos indispensables (promedio, rango) para conocer el estado del
proceso, y realizar las acciones correctivas oportunas cuando la variabilidad del
proceso está fuera de los límites de control.
Figura. 20. Formato del Grafico de Control de Promedio y Rango
Fuente: Planta de Grasas CANGL (2011).
El control llevado de manera manual ha sido crítica reincidente en diversas
auditorías realizadas por los entes que emiten las certificaciones de calidad. Debido a
que este último es propenso a errores y retrasos de índole humano, impidiendo la
detección oportuna, de las causas asignables presentes cuando el proceso está fuera de
control; trayendo como daño colateral el despacho de producto no conforme al
mercado.
Un proceso de llenado descontrolado podría ocasionar productos envasados con
déficit de contenido trayendo consigo sanciones por parte de los entes inspectores
(SENCAMER) cuando los lotes inspeccionados se encuentran fuera de las
tolerancias permitidas, otro perjuicio es el rechazo de la de mercancía por parte de los
44
clientes distribuidores y si aún esto último no ocurriese la perdida de potenciales
consumidores finales sería inminente, donde los consumidores migrarían a otras
marcas por sentirse estafados de pagar un contenido neto declarado ofrecido y más no
brindado por parte del fabricante, esto disminuirá las ventas y los estados financieros
de la empresa se verían seriamente comprometidos
Por contraparte un proceso de llenado descontrolado podría ocasionar un
llenado excesivo en cada envase que repercute de forma acumulativa en aumentar las
diferencias de inventarios entre los lotes de productos fabricados y envasados
(producto gratuito al consumidor), lo que significa una pérdida hacia la compañía.
Las extremas situaciones descritas son indeseadas y se evitan realizando acciones de
control que centren el proceso de llenado en el contenido neto objetivo o declarado.
La situación problemática antes mencionada ha conllevado a considerar la
automatización en el trazado del gráfico de control como técnica de detección de
fallos a través de un Sistema de Adquisición de Datos capaz de capturar y procesar la
cantidad de llenado de una muestra y realizar los gráficos de control para su posterior
interpretación y toma de acciones regulatorias cuando el proceso lo requiera y evitar
los bajo o altos llenados que traen consigo los males mencionados. Como propósito
de este desarrollo se plantean las siguientes interrogantes.
¿Cuáles son los requerimientos técnicos operativos y funcionales de la
propuesta de un Sistema de Adquisición de Datos y Procesamiento para el Control
Estadístico de las Líneas de Envasado de Grasas y Aceites de CANGL?
¿Cuáles son las tecnologías actuales necesarias para la realización del diseño
del sistema automatizado de control estadístico a desarrollar?
¿Cuál es la arquitectura del software necesaria para implementar el sistema de
adquisición y procesamiento estadístico?
45
¿Cuál sería el desempeño del sistema de adquisición y procesamiento, durante
las jornadas de producción de las líneas de Envases Menores de Planta de Grasas y
Planta de Aceites Canco?
1.1.2. Objetivos
1.1.2.1. Objetivo General
Desarrollar un Sistema de Adquisición y Procesamiento de Datos que permita
establecer un Control Estadístico de Contenido Neto, en la Línea de Envases Menores
de Planta de Grasas y la Línea Canco en Planta de Aceites de la Compañía Anónima
Nacional de Grasas y Lubricantes Filial de Industrias Venoco.
1.1.2.2. Objetivos Específicos
Diagnosticar la situación actual del control estadístico de contenido neto en
las estaciones de llenado de envases menores de Planta de Grasas y la línea
Canco en Planta de Aceites.
Investigar los lineamientos para establecer un adecuado control estadístico de
procesos de envasados volumétricos y gravimétricos.
Determinar los requerimientos técnicos, operativos y funcionales del sistema.
Diseñar el sistema de adquisición y procesamiento de datos para establecer
un control estadístico de contenido neto en la Línea de Envases Menores y
Línea de Aceites Canco.
46
Ejecutar la fabricación, programación e implementación del Sistema de
Adquisición y Procesamiento de fácil manejo, en las Líneas de Envases
Menores de Planta de Grasas y Línea Canco de Planta Aceites de CANGL.
Realizar pruebas para la validación y generar documentación de uso del
sistema.
1.1.3. Justificación
La realización del Sistema de Adquisición y Procesamiento para el Control
Estadístico de Proceso de envasado, proveerá un gran beneficio tangible al momento
de justificar su realización, ya que permitirá:
Disminuir la intervención del operador, limitándose solo al muestreo de los
envases y una breve atención al computador, permitiéndole monitorear el proceso y
recibir alertas para hacer ajustes oportunos, evitando los errores humanos y
acelerando las tareas que actualmente se realizan de manera manual, aprovechando la
potencia de la herramienta computacional a nivel de cálculo y graficación.
La importancia de este desarrollo, se fundamenta en la creación de una
herramienta tecnológica permita ejercer el control estadístico del contenido neto de
los productos envasados garantizando así un llenado en cada envase dentro de las
tolerancias exigidas por la ley y satisfaciendo los requerimientos del cliente
manteniendo así el prestigio y buena imagen de Venoco en el mercado nacional e
internacional evitando que los consumidores migren a la compra de otras marcas
manteniendo así la posición privilegiada de los cierres financieros de la empresa. Por
otro lado se favorece los balances de inventarios, al obtener un proceso de llenado
centrado (sin sobrellenados) donde las pérdidas de envasados serán insignificantes
con respecto a las magnitudes envasadas lo que se traduce en beneficio económico
para CANGL al no obsequiar ni sustraer producto a los consumidores.
47
1.1.4. Alcance
El alcance del presente proyecto incluye el diseño, fabricación y puesta en
funcionamiento a nivel de hardware y software de un Sistema de Adquisición de
Datos para el Control Estadístico del Contenido Neto en la Línea de Envases
Menores de Planta de Grasas y la Línea Canco en Planta de Aceites. La
implementación piloto se realizara en la planta de grasas, donde los operadores de
ambas líneas compartirán el sistema, hasta que la empresa decida invertir en otra
estación de trabajo exclusivamente para la Línea de Aceites Canco.
Primeramente se levantará el listado de requerimientos técnicos operativos y
funcionales que debe poseer el sistema, indicando los tópicos del diseño que deben
estar cubiertos para garantizar su adecuada implementación para proceder con el
Diseño Conceptual del sistema de adquisición, destacando sus etapas y funciones
básicas, utilizando herramientas gráficas. Se avanza hacia el Diseño Básico, con el
planteamiento de tecnologías actuales que satisfaga las especificaciones técnicas y la
banda presupuestaria de la organización, para la estimación del costo se emplearan las
tablas de estimación y disponibilidad de recursos.
Durante la ejecución del Diseño en detalles, se obtendrán los planos de la
estructura física, conexión eléctrica y plano de ubicación en planta, módulos del
software y las pantallas de usuario. En la construcción, se obtendrán los diagramas de
flujo de la secuencia de funcionamiento del sistema, y de la ejecución del programa
de aplicación. En la implementación se instalará y configurará el prototipo en el lugar
designado a operar.
Para la validación del prototipo, se realizara el protocolo que establecerá la
secuencia de operación para corroborar funcionamiento esperado. La documentación
48
final estará constituida por una guía rápida de usuario que servirá como soporte al
momento de realizar la capacitación del personal que operará el sistema.
1.1.5. Limitaciones
Dentro de las limitaciones se encuentra la plataforma del sistema operativo del
computador que ejecutara la aplicación de control estadístico, exclusivamente se
ejecutará bajo Microsoft Windows XP por políticas organizacionales. Por otro lado
CANGL desea que la determinación del contenido neto de los envases sea a través de
del uso de una balanza comercial que posea internamente toda la electrónica de
adquisición, a través de un puerto compatible con un PC-IBM.
1.2. Marco Teórico
1.2.1. Estudios Previos
Los investigadores deben emplear sus proyectos de alguna manera en
experiencias que otros han logrado desarrollar, en ocasiones sólo se requiere de un
pequeño apoyo que contribuye de alguna manera directa e indirectamente en el
entendimiento y logro de la nueva investigación, por eso se citarán algunos trabajos
que de alguna forma sirven de base a la realización de este proyecto.
Peñuela F. Martha E., (2007). Diseño de un prototipo de sistema de
adquisición y transmisión de datos para la medición de parámetros relacionados
49
con la calidad del aire. Informe Final de Cursos en cooperación técnica y desarrollo
social, Universidad Simón Bolívar.
Resumen: el objetivo de este proyecto fue el de diseñar e implementar un
prototipo de medición que permitiera la medición, almacenamiento y transmisión de
parámetros relacionados con la calidad del aire, de manera que se puedan monitorear
posibles niveles de contaminación y tomar medidas preventivas y/o correctivas.
Aportes: La investigación propone una estructura acerca de cómo realizar la
adquisición de datos y el posterior a análisis mediante software hecho a la medida
mediante programación grafica en LabView, aporto una perspectiva muy coherente y
clasificada de las etapas de un Sistema de Adquisición de Datos.
Amaya S., Zadkiel M. (2008). Banco de pruebas para medidores
electrónicos de energía eléctrica en ENELBAR. Informe de Pasantías Largas
entregado para optar por el título de Ingeniería Electrónica mención Control en la
Universidad Nacional Experimental de la Fuerza Armada.
Resumen: la compañía Anónima Energía Eléctrica de Barquisimeto (C.A.
ENELBAR) para la fecha había adquiriendo un gran lote de medidores electrónicos
de energía de diferentes modelos y fabricantes, los cuales al momento de llegar al
Departamento de Administración de Medidores necesitaban un trato especial debido a
que el proceso de mantenimiento, reparación, pruebas de funcionalidad,
programación y calibración era diferente al acostumbrado que se realizaba a los
medidores electromecánicos. Es por ello que la empresa con la finalidad de mejorar la
eficiencia en el servicio prestado a sus cliente y aumentar el número de medidores
calibrados planteó la necesidad de diseñar e implementar un Banco de pruebas para
los medidores Electrónicos de Energía Eléctrica contando con la aprobación del
Servicio Autónomo Nacional de Normalización, Calidad, Metrología y Reglamentos
50
Técnicos (SENCAMER), el cual es el ente rector de la certificación de los equipos
electrónicos.
Aportes: Este informe presenta las nociones referente a los distintos rangos de
estandarización de las señales que admiten los sistemas de adquisición de datos
actuales, así como también una noción de cómo reconocer y estructurar los
requerimientos para cubrir las necesidades de un sistema de adquisición de datos.
Barretos M., Pablo (2007). Desarrollo de un sistema de adquisición de datos
en vuelo para cohete indígena del centro de investigación y desarrollo de la
compañía anónima venezolana de industrias militares (CAVIM)-Maracay.
Trabajo Especial de Grado entregado para optar por el título de Ingeniería Electrónica
mención Control en la Universidad Nacional Experimental de la Fuerza Armada.
Resumen: El Informe de Pasantías Industriales Largas describe el diseño e
implementación de un prototipo de sistema de adquisición de datos en vuelo del
cohete Indígena. El sistema posee como funciones principales, la captura y
almacenamiento de diversas variables de interés para determinar el comportamiento
del cohete en vuelo. Dichas variables son: latitud, altitud, velocidad y tiempo de
vuelo.
Aportes: Muestra las etapas de una adquisición de datos y sus lineamientos
para el almacenamiento de múltiples sensores donde se emplean técnicas de
multiplexación para monitorear de forma simultanea las diferentes variables.
Valencia Pedro (2010). Desarrollo de una interfaz para el control estadístico
de procesos utilizando herramientas de Matlab. Tesis para obtener el título
profesional de Ingeniero Industrial ante la Universidad Tecnológica de la Mixteca,
Huajuapan de León, Oaxaca, México.
51
Resumen: Presenta un análisis de la necesidad de desarrollar una interfaz
aplicada a las gráficas de control y capacidad del proceso, además se muestran
también las etapas de manera general para su desarrollo. El proyecto de tesis tiene
como finalidad desarrollar una Interfaz para el control estadístico de procesos, que
sirva como herramienta para brindar a los usuarios un análisis e interpretación del
comportamiento de los datos de un determinado proceso que se desee analizar. La
interfaz se desarrolló utilizando la herramienta GUIDE del software Matlab, la cual
permitió generar las ventanas para mostrar las gráficas de control por variables y
atributos, en dicha interfaz se puede seleccionar de entre 3 líneas de producción cada
una para 3 productos.
La importancia de la interfaz radica en brindar al usuario un análisis breve de la
variación de alguna característica de calidad de un proceso, indicando patrones o
tendencias más comunes de inestabilidad y así como también los coeficientes de
capacidad del proceso, a través de una hoja de texto de Microsoft Word.
Aportes: Este documento fue uno de los principales insumos para establecer el
fundamento estadístico de este trabajo, más que el estudio del código fuente y de las
interfaces gráficas de usuarios desarrolladas en Matlab, sirvió como soporte para
conocer los lineamientos para establecer un adecuado algoritmo de control de
procesos estadístico, considerando los patrones de inestabilidad que son indicadores
de situaciones de descontrol.
1.2.2. Bases Teóricas
1.2.2.1. Sistema de Adquisición de Datos (SAD)
Los sistemas de adquisición de datos (SAD) recogen datos de sensores para su
posterior procesamiento y análisis. Estos sistemas se utilizan en circunstancias en las
52
que los sensores han recogido grandes cantidades de datos del entorno del sistema y
no es necesario procesar los datos en tiempo real. Los sistemas de adquisición de
datos se usan normalmente en experimentos científicos y sistemas de control de
procesos en los que los procesos físicos, tales como reacción química, ocurren
rápidamente.
En sistemas de tiempo real que implican la adquisición y el procesamiento de
datos, las velocidades y periodos del proceso de adquisición (el productor) y el
procesamiento (el consumidor) pueden no estar sincronizados. Cuando se requiere un
procesamiento significativo, la adquisición de datos puede ser más rápida que el
procesamiento de los datos. Sí solamente es necesario realizar cálculos sencillos, el
procesamiento puede ser más rápido que la adquisición de datos. Para suavizar estas
diferencias de velocidad, los sistemas de adquisición de datos almacenan los datos de
entrada en un búfer circular. (Somerville I (2005), Ingeniería del Software, pp. 323).
Otra definición:
La adquisición de datos o adquisición de señales, consiste en la toma de
muestras del mundo real (sistema analógico) para generar datos que puedan ser
manipulados por un ordenador u otras electrónicas (sistema digital). Consiste, en
tomar un conjunto de señales físicas, convertirlas en tensiones eléctricas y
digitalizarlas de manera que se puedan procesar en una computadora o PAC. Se
requiere una etapa de acondicionamiento, que adecua la señal a niveles compatibles
con el elemento que hace la transformación a señal digital. El elemento que hace
dicha transformación es el módulo de digitalización o tarjeta de Adquisición de Datos
(DAQ). (Wikipedia 2012).
53
Figura. 21. Arquitectura Genérica de los sistemas de adquisición de datos
Fuente: Somerville I, Ingeniería del Software (2005).
1.2.2.2. Elementos de un Sistema de Adquisición de Datos.
Los siguientes conceptos y definiciones fueron según Ureña M. Manuel (2006) en su
publicación titulada Adquisición de Datos
1.2.2.2.1. Sensores o transductores
Convierten las variables física a medir (temperatura, humedad, presión, entre
otras) en señales eléctricas. Estas señales eléctricas suele ser de muy bajo nivel, por lo
que generalmente se requiere un acondicionamiento previo, consiguiendo así niveles
de tensión/corriente adecuados para el resto de los módulos.
1.2.2.2.2. Multiplexor
Selecciona las señales de entrada que va a ser tratada en cada momento. En el
caso de que solamente deseáramos tratar una única señal este circuito no sería
necesario.
54
1.2.2.2.3. Amplificador de Instrumentación
La función de este bloque es amplificar la señal de entrada del SAD para que su
margen dinámico se aproxime lo máximo posible al margen dinámico del conversor
A/D (ADC) consiguiendo de esta forma máxima resolución. En SAD con varios
canales de entrada, cada canal tendrá un rango de entrada distinto, con lo que será
necesario que este amplificador sea de ganancia programable.
1.2.2.2.4. S & H (Sample & Hold, Muestreo y Retención)
Toma las muestras del canal seleccionado (Sample) y las mantiene (Hold)
durante el tiempo que dure la conversión. Este circuito es necesario siempre que la
señal de entrada sufra variaciones apreciables durante el tiempo que dura la
conversión. Si el ADC posee su propio circuito S & H, no será necesario añadirlo a su
entrada.
1.2.2.2.5. ADC (Conversor A/D):
Realiza la conversión analógica/digital propiamente dicha, proporcionando un
código digital que representa el valor de la muestra adquirida en cada momento. Es
un módulo fundamental en cualquier SAD y sus características pueden condicionar al
resto de los módulos/circuitos del sistema.
1.2.2.3. ¿Cómo se Adquieren los datos?
La adquisición de datos se inicia con el fenómeno físico o la propiedad física de
un objeto (objeto de la investigación) que se desea medir. Esta propiedad física o
fenómeno podría ser el cambio de temperatura o la temperatura de una habitación, la
55
intensidad o intensidad del cambio de una fuente de luz, la presión dentro de una
cámara, la fuerza aplicada a un objeto, o muchas otras cosas. Un eficaz sistema de
adquisición de datos puede medir todas estas diferentes propiedades o fenómenos.
Figura. 22. Diagrama de Bloques de un SAD genérico.
Fuente: Ureña M., Manuel (2006). Adquisición de Datos
Un sensor es un dispositivo que convierte una propiedad física o fenómeno en
una señal eléctrica correspondiente medible, tal como tensión, corriente, el cambio en
los valores de resistencia o condensador, etc. La capacidad de un sistema de
adquisición de datos para medir los distintos fenómenos depende de los transductores
para convertir las señales de los fenómenos físicos mensurables en la adquisición de
datos por hardware. Transductores son sinónimo de sensores en sistemas de DAQ
(Data AcQuisition). Hay transductores específicos para diferentes aplicaciones, como
la medición de la temperatura, la presión, o flujo de fluidos. DAQ también despliega
diversas técnicas de acondicionamiento de Señales para modificar adecuadamente
diferentes señales eléctricas en tensión, que luego pueden ser digitalizados usando
CED.
56
Las señales pueden ser digitales (también llamada señales de la lógica) o
analógicas en función del transductor utilizado.
El acondicionamiento de señales suele ser necesario si la señal desde el
transductor no es adecuado para la DAQ hardware que se utiliza. La señal puede ser
amplificada o desamplificada, o puede requerir de filtrado, o un cierre patronal, en el
amplificador se incluye para realizar demodulación. Varios otros ejemplos de
acondicionamiento de señales podría ser el puente de conclusión, la prestación actual
de tensión o excitación al sensor, el aislamiento, linealización, etc. Este pre
tratamiento de la señal normalmente lo realiza un pequeño módulo acoplado al
transductor.
Los DAQ por hardware son por lo general las interfaces entre la señal y un PC.
Podría ser en forma de módulos que pueden ser conectados a la computadora de los
puertos (paralelo, serie, USB, etc...) o ranuras de las tarjetas conectadas a (PCI, ISA)
en la placa madre. Por lo general, el espacio en la parte posterior de una tarjeta PCI es
demasiado pequeño para todas las conexiones necesarias, de modo que una ruptura de
caja externa es obligatoria. El cable entre este recuadro y el PC es cara debido a los
numerosos cables y el blindaje necesario y porque es exótico. Las tarjetas DAQ a
menudo contienen múltiples componentes (multiplexores, ADC, DAC, TTL-IO,
temporizadores de alta velocidad, memoria RAM). Estos son accesibles a través de
un bus por un microcontrolador, que puede ejecutar pequeños programas.
Driver software normalmente viene con el hardware DAQ o de otros
proveedores, y permite que el sistema operativo pueda reconocer el hardware DAQ y
dar así a los programas acceso a las señales de lectura por el hardware DAQ.
(Wikipedia 2012).
57
1.2.2.4. Clasificación de Los SAD y su Conexión a Los Equipos de
Proceso
En muchos casos tiende a identificarse un SAD con las ya clásicas Tarjetas de
Adquisición de Datos (TAD), al ser esta la opción más común por su simplicidad y
bajo costo. Sin embargo, el campo de la instrumentación aporta una serie de
interfaces estándar con sus correspondientes entornos de programación y protocolos.
Dichos interfaces permiten una comunicación cómoda y elegante entre el equipo de
control o procesador principal y el instrumento de medida correspondiente, que
suministra o recibe la información necesaria. De este modo, pueden establecerse dos
clases genéricas de SAD:
SAD basados en Tarjetas de Adquisición de Datos (TAD). Bus interno.
SAD basados en interfaces estándar para instrumentación. Bus externo.
En algunas ocasiones y de forma muy esporádica, suelen utilizarse circuitos
integrados para adquisición de datos. Estos chips encuentran su principal campo de
utilización en diseños que se orientan hacia una aplicación específica y suelen
incorporar la mayor parte de los subsistemas necesarios para realizar la adquisición
de las señales analógicas: amplificador de instrumentación, S/H, ADC,
temporizadores, etc. En este tema nos vamos a centrar en el estudio y análisis de los
dos SAD citados inicialmente (bus interno y externo) ya que son los más difundidos,
teniendo la posibilidad de un control fácil y cómodo desde un equipo de proceso tipo
ordenador/estación de trabajo. De este modo, una esquematización de los SAD de
más uso en la actualidad sería la mostrada en la figura 20, en la cual podemos
observar como el PC/Estación de trabajo está presente para cualquiera de los sistemas
utilizados, convirtiéndose en la herramienta que más nos facilita la labor de
Adquisición y Control sobre el proceso que se esté analizando. (Ureña M. Manuel
(2006). Adquisición de Datos).
58
Figura. 23. Métodos usuales para la adquisición de datos
Fuente: Ureña M., Manuel (2006). Adquisición de Datos
1.2.2.5. Balanza Electrónica
Instrumento capaz de obtener la cantidad másica de la muestra del envase, debe
realizar la medición del peso con suficiente precisión, y un rango de medición
superior al peso declarado de la presentación de mayor peso producido en las Líneas
de Envases Menores de Planta de Grasa y Aceites Canco. Además poseer una interfaz
de comunicación física (puerto digital) compatible con el computador personal en un
sistema operativo de Windows XP Service Pack 3. Por otro lado se debe garantizar
servicio y soporte por parte del fabricante y operación en temperaturas desde 10° C
hasta 35°C.
La balanza a seleccionar estará constituida por tres de los elementos del sistema
de adquisición de datos Sensores o Transductores, Acondicionadores de Señal y
Modulo de Adquisición de Datos, explicados a continuación.
59
1.2.2.5.1. Sensores y Transductores
Celdas de carga y galgas extensiométricas
Se basan en la variación de longitud del diámetro, y por lo tanto de resistencia,
que tiene lugar cuando un hilo de resistencia se encuentra sometido a une tensión
mecánica por la acción de una presión. La galga forma parte de un puente de
Wheatstone y cuando esta sin tensión tiene una resistencia eléctrica determinada. Se
aplica al circuito una tensión nominal tal que la pequeña corriente que circula por la
resistencia crea una caída de tensión en la misma y el puente se equilibra para estas
condiciones. Cualquier variación de presión que mueva el diafragma del transductor
cambia la resistencia de la galga y desequilibra el puente (Creus A.(1997 pp 82)
Instrumentación Industrial).
Figura. 24. Celda de Carga con Galgas en Configuración Puente
Wheastone
Fuente: Gilberto Enríquez Harper (2004)
1.2.2.5.2. Acondicionadores de Señal
Es un circuito que es capaz de adecuar una débil y/o ruidosa señal proveniente
de un elemento primario ya sea un sensor de temperatura, humedad o fuerza y es
capaz de entregar a su salida una señal dentro de un rango en el que fácilmente se
podría determinar sus parámetros relevantes.
60
Las mediciones de carga requieren detectar cambios muy pequeños de
resistencia, el circuito de puente Wheatstone se usa predominantemente. La forma
habitual de obtener una señal eléctrica como resultado de una medida empleando un
puente Wheatstone, es mediante el método de deflexión. Este método, se mide la
diferencia de voltaje entre ambas ramas o la corriente a través de un detector
dispuesto en el brazo central.(Alzate J. (2007), Universidad Autónoma del Estado de
México).
Cuando no hay presión, las tensiones E1 y E2 son iguales y, al aplicar la
presión del proceso Rb y Rc disminuyen sus resistencias y Ra y Rd la aumentan
dando a lugar caídas de tensión distintas y a una diferencia entre E1 y E2. Esta
diferencia se aplica a un amplificador diferencia de alta ganancia que controla un
regulador de corriente variable. Un margen de corriente continua de 3 a 19 mA con 1
mA del puente produce una señal de salida de 4 a 20 mA c.c. Esta corriente circula a
través de la resistencia de realimentación Rfb y produce una caída de tensión que
equilibra el puente. Como esta caída es proporcional a Rfb esta resistencia fija el
intervalo de medida (span) del transductor. El cero del instrumento se varía
intercalando resistencias fijas en el brazo izquierdo del puente (cero basto).
Figura. 25. Transductor de Presión de Silicio difundido
Fuente: Creus A. (1997) Instrumentación Industrial pp 83
61
1.2.2.5.3. Módulo de Adquisición de Datos
El módulo de adquisición a desarrollar en este proyecto estará compuesto por los
siguientes componentes.
1.2.2.5.3.1. Convertidor Analógico Digital
Realiza la conversión analógica/digital propiamente dicha, proporcionando un
código digital que representa el valor de la muestra adquirida en cada momento. Es
un módulo fundamental en cualquier SAD y sus características pueden condicionar al
resto de los módulos/circuitos del sistema. (Ureña M. Manuel (2006). Adquisición de
Datos).
1.2.2.5.3.2. Microcontrolador
“Es un chip (Circuito Integrado) que contiene un computador completo junto a
diversos recursos auxiliares con prestaciones y capacidades limitadas de muy bajo
costo y tamaño reducido”. (Rodríguez J. (2008), Microprocesadores &
Microcontroladores).
Dentro de la balanza el microcontrolador cumple la función de recibir la
conversión proveniente del convertidor analógico digital, y controlar la pantalla que
indica a los usuarios la magnitud de la medición en gramos. Además el
microcontrolador interactúa con el módulo de comunicaciones que se encarga de
transmitir y recibir información bajo protocolo establecido de otros equipos,
computador u otros DTE dependiendo sea el caso.
62
1.2.2.5.3.3. Módulo de Comunicación
Se encarga del envío y recepción de información desde el micro a otros
dispositivos, o viceversa, posee la circuitería que permite la adecuación de señales a
los protocolos industriales utilizados (RS232 y RS485), Ethernet etc.
Figura. 26. Diagrama en Bloque de una Balanza Digital Industrial
Fuente: texasinstruments.com (2012).
63
1.2.2.6. Funciones de los PC en la Industria
Un PC es un ordenador de propósito general con aplicación en muy diversas
áreas, muy eficiente en el tratamiento de información no critica en el tiempo, y en la
interfaz con usuario a través de pantallas e impresoras que presentan resultados
fácilmente interpretables por operadores, gestores y técnicos. Según la descripción
anterior, si se estructuran las tareas de automatización de una planta en los llamados
modelos jerárquicos, los PC son especialmente adecuados para cubrir las funciones
asignadas al control de producción y supervisión de planta, aunque su funcionalidad
permite extender su empleo a niveles más inferiores de mando y regulación. En
aplicaciones de baja complejidad incluso pueden utilizarse para planificación y
gestión, en estos niveles de la automatización y dentro todavía del nivel de
producción de fábrica donde corren aplicaciones CAD/CAM/CAE (Computer Aided
Design/Manufacturing/Engineering), las instalaciones basadas en PC bajo
DOS/Windows cede posiciones frente a las plataformas de coste bajo Unix, que
permiten conexión directa en red multiusuario y ofrecen facilidades adicionales para
el desarrollo de la llamada ingeniería concurrente.
Bajando los niveles de planta, pues, el PC realiza diferentes funciones siendo
las más frecuentes- fuera de las aplicaciones de oficina y contabilidad- las siguientes
(ordenadas con cierto sentido histórico):
Laboratorio, control de calidad y almacenamiento.
Adquisición y tratamiento de información del proceso.
Programación y prueba de otros equipos de control (API, PID, etc).
Simulación de procesos y formación del personal.
Estación de trabajo (terminales de explotación).
Control de procesos, mando y regulación de planta.
64
Los requisitos que necesita un PC para aplicaciones de laboratorio, control de
calidad, almacenamiento y en general adquisición y tratamiento de la información no
son tan rigurosos como aquellos otros exigibles en aplicaciones de producción, ya
que en tanto las condiciones reinantes como la criticidad (en costes) de una anomalía
son mucho menores. Ello explica la temprana incorporación del PC a estos sectores
auxiliares de producción donde desarrolla funciones como:
Captura, procesado y archivo de valores de medida.
Ejecución de pruebas de funcionamiento.
Captura de datos de máquina y producción.
Control de ensayos de laboratorio.
Control de sistemas de transporte interno.
Control de almacén, etc.
Dentro de la estructura jerárquica de la planta, el control producción es el nivel
encargado de la toma de decisiones, selección de los menús de producción evaluación
de los resultados para mantenimiento, etc. Los equipos colocados en este nivel
ocupan un lugar clave en el sistema de automatización, como nexo de unión entre la
fábrica y la gestión directiva del nivel superior. El núcleo de un controlador para este
nivel puede ser perfectamente una arquitectura PC compatible y, de hecho, esta
solución es hoy mayoritaria frente a otras más específicas, sobre todo en aplicaciones
de funcionalidad media-alta por la familiarización existente con el PC de uso general,
la mejora de las prestaciones graficas la creciente potencia de cálculo y la existencia
de sistemas operativos adecuados, que permiten controlar estas aplicaciones en
tiempo real. La oferta de software para control contribuye también a extender el uso
del PC en estas áreas, resolviendo funciones como:
Preparación de menús de producción y listado de piezas.
Coordinación de procesos (just in time).
Tratamiento de datos de producción para análisis de costes, etc.
65
Almacenamiento masivo de información.
Generación de históricos y resúmenes.
Programación en planta de API y otros reguladores.
Soporte de programas de aplicación de usuario (SCADA, etc).
(Balcells J. y otros (1997), Autómatas Programables pp 355)
1.2.2.7. Recommended Standard 232 (RS-232)
RS232 (Recommended Standard 232, también conocido como Electronic
Industries Alliance RS-232C) es una interfaz que designa una norma para el
intercambio de una serie de datos binarios entre un DTE (Equipo terminal de datos) y
un DCE (Data Communication Equipment, Equipo de Comunicación de datos),
aunque existen otras en las que también se utiliza la interfaz RS-232. (Wikipedia.org
(2012))
El RS-232 consiste en un conector tipo DB-25 (de 25 pines), aunque es normal
encontrar la versión de 9 pines (DE-9), más barato e incluso más extendido para
cierto tipo de periféricos (como el ratón serie del PC). (Wikipedia.org (2012))
Tabla C. Convención del Protocolo RS-232
Voltaje Señal Nivel Lógico Control
+3 a +15 Espacio 0 On
-3 a –15 Marca 1 Off
Fuente: Wikipedia.org (2012)
66
1.2.2.8. Sistema Operativo
Él sistema operativo es un programa que administra los recursos del
computador, proporciona servicios a los programadores y planifica la ejecución de
otros programas. Un sistema operativo es un programa que controla la ejecución de
los programas de aplicación y actúa como interfaz entre el usuario y el hardware del
computador. (Stallings W. (2006) Organización y arquitectura de computadores pp
255).
1.2.2.9. Base de Datos
Una base de datos es una colección estructurada de datos. Puede ser cualquier
cosa, desde una simple lista de compra a una galería de pintura o las más vastas
cantidades de información en una red corporativa. Para añadir, acceder, y procesar los
datos almacenados en una base de datos, necesita un sistema de gestión de base de
datos como MySQL Server. Al ser los computadores muy buenos en tratar grandes
cantidades de datos, los sistemas de gestión de bases de datos juegan un papel central
en computación, como aplicaciones autónomas o como parte de otras aplicaciones.
(Manual de Referencia MySQL (2006) 5.0 pp 5)
1.2.2.10. Structured Query Language (SQL)
El lenguaje de consulta estructurado o SQL (por sus siglas
en inglés structured query language) es un lenguaje declarativo de acceso a bases de
datos relacionales que permite especificar diversos tipos de operaciones en estas. Una
de sus características es el manejo del álgebra y el cálculo relacional permitiendo
efectuar consultas con el fin de recuperar de una forma sencilla información de
interés de una base de datos, así como también hacer cambios sobre ella.
(Wikipedia.org (2012).
67
1.2.2.11. El Control Estadístico de Procesos (CEP)
El CEP, es un concepto que está muy ligado con la calidad, porque lo que es
una herramienta que muestra el estado de un proceso de transformación en términos
estadísticos, lo cual va a permitir monitorearlo y establecer los parámetros para su
más adecuado control. EL CEP se ha desarrollado a pasos agigantados después de la
Segunda Guerra Mundial, teniendo un desarrollo más completo en Japón, donde fue
ampliamente utilizado en la industria manufacturera para controlar la variabilidad y
mejorar los procesos. (Valencia Pedro (2010). Desarrollo de una interfaz para el
control estadístico de procesos utilizando herramientas de Matlab).
1.2.2.12. Causas Fortuitas
Son aquellas inherentes al proceso y no penalizan el desempeño del mismo
donde la variabilidad generada por estas causas es el efecto acumulado de muchas
causas pequeñas y particularmente inevitables.
1.2.2.13. Causas Asignables
Estas no forman parte del patrón de las causas fortuitas y son originadas por:
maquinas mal controladas o ajustadas, errores del operador o materia prima
defectuosa. Ocasionando una perjudicial repercusión en la salida del proceso, esta
situación permite calificarlo como fuera de control.
1.2.2.14. Gráfico de Control
Propuesto por el Dr Walter Shewhart en 1924 como herramienta estadística
para detectar variaciones en procesos por causas asignables las cuales afectan de
manera negativa el desempeño del mismo.
68
Figura. 27. Gráfico de control X-S
Fuente: cicalidad.com (2012).
1.2.2.15. Nivel de Confianza
Es la probabilidad de que el verdadero valor del parámetro estimado en la
población se sitúe en el intervalo de confianza obtenido. El nivel de confianza se
denota por (1-α), aunque habitualmente suele expresarse con un porcentaje ((1-
α)·100%). Es habitual tomar como nivel de confianza un 95% o un 99%, que se
corresponden con valores α de 0,05 y 0,01 respectivamente. (Wikipedia.org (2012).
1.2.2.16. Valor crítico
Se representa por Zα/2. Es el valor de la abscisa en una determinada distribución
que deja a su derecha un área igual a α/2, siendo 1-α el nivel de confianza.
Normalmente los valores críticos están tabulados o pueden calcularse en función de la
distribución de la población. Por ejemplo, para una distribución normal, de media 0 y
69
desviación típica 1, el valor crítico para α = 0,05 se calcularía del siguiente modo: se
busca en la tabla de la distribución ese valor (o el más aproximado), bajo la columna
"Área"; se observa que se corresponde con -1,64. Entonces Zα/2 = 1,64. Si la media o
desviación típica de la distribución normal no coinciden con las de la tabla, se puede
realizar el cambio de variable t =(X-μ)/σ para su cálculo. (Wikipedia.org (2012).
1.2.2.17. Índice de Capacidad de Proceso
El índice de capacidad del proceso, Cpk, también denominado ratio de
capacidad del proceso, es un cálculo estadístico sobre la capacidad del proceso: La
capacidad de un proceso para producir un resultado dentro de unos límites
predefinidos (TS, tolerancia superior y TI, tolerancia inferior). El concepto de
capacidad del proceso es solo válido para procesos que están sometidos a control
estadístico. Este índice juega un papel fundamental en las plantas de producción a la
hora de demostrar que un proceso es fiable y está bajo control. (Wikipedia.org
(2012)).
1.2.2.18. Gráficos de Control para Variables y Atributos
Los gráficos de control se pueden utilizar bien sea para datos de "variables" o
para datos de "atributos". Los datos de variables representan observaciones obtenidas
midiendo y registrando la magnitud numérica de una característica para cada una de
las unidades del grupo que se está considerando. Esto involucra la referencia a una
escala continua de alguna clase. Los datos de atributos representan observaciones
obtenidas registrando la presencia (o ausencia) de alguna característica o atributo en
cada una de las unidades del grupo que se está considerando, y contando cuantas
unidades poseen (o no poseen) el atributo, o cuantos de tales eventos ocurren en la
70
unidad, el grupo, el área o el volumen de la muestra. (Norma Covenin 3208 (1996)
publicación de Fondonorma).
1.2.2.19. Sub Grupo Racional
Un subgrupo racional es un subgrupo o muestra, elegido por razones técnicas,
dentro del cual se puede considerar que las variaciones se deben únicamente a causas
aleatorias no asignables (o comunes), pero entre las cuales puede haber variaciones
debidas a causas asignables (o especiales), cuya presencia se considera posible y que
es importante detectar. (Norma Covenin 3208 (1996) publicación de Fondonorma).
1.2.2.20. Límites de Control
Los límites de control se usan como criterios para señalar la necesidad de
aplicar una acción, o para juzgar si un conjunto de datos indica o no un "estado de
control estadístico". A veces también se usa un segundo conjunto de límites que se
llaman "límites de advertencia" y los límites de control son entonces llamados
"límites de acción". La acción puede ser:
a. investigar la(s) fuente(s) de una “causa asignable;
b. hacer un ajuste al proceso; o
c. detener el proceso.
(Norma Covenin 3208 (1996) publicación de Fondonorma).
1.2.3. Bases Legales y Normativas
El desarrollo del Sistema de Adquisición y Procesamiento de Datos para el
Control Estadístico en CANGL está sustentando en las siguientes leyes y/o normas:
71
Manual de Pasantías Industriales Largas de la UNEFA, promulgado en Julio
del 2003.
Ley Orgánica de Prevención, Condiciones y Medio Ambiente de Trabajo
(LOPCYMAT), promulgado en la gaceta oficial Nro. 38236, del 26 Julio de
2005.
Norma Covenin 3208: 1996, Gráficos de Control. Guía General e
Introducción.
Norma Covenin 3140: 1995, Gráficos de Control de Shewhart.
Gaceta oficial No 32 504 del Ministerio de Fomento de la República de
Venezuela.
1.2.4. Glosario de Términos
Interfaz Gráfica: es el medio con que el usuario puede comunicarse con una
máquina, un equipo o una computadora, y comprende todos los puntos de contacto
entre el usuario y el equipo. (Aguilar, L. y Martínez, I. (2005) Programación en C,
metodología, algoritmos y estructura de datos)
Driver’s: programas o software, que es capaz de controlar un dispositivo, para
su correcto funcionamiento. (Aguilar, L. y Martínez, I. (2005) Programación en C,
metodología, algoritmos y estructura de datos)
72
Gráfico de Control de Shewart: Propuesto por el Dr Walter Shewhart en 1924
como herramienta estadística para detectar variaciones en procesos por causas
asignables las cuales afectan de manera negativa el desempeño del mismo.
Hardware: Se refiere a toda la infraestructura tecnológica, componentes
físicos, computadoras, servidores y componentes periféricos (Impresoras, unidades de
almacenamiento externo, scanner, entre otros). (Aguilar, L. y Martínez, I. (2005)
Programación en C, metodología, algoritmos y estructura de datos)
Software: Conjunto de instrucciones codificadas para ser leídas e interpretadas
por una computadora. Estas instrucciones fueron concebidas para el procesamiento
electrónico de datos. (Aguilar, L. y Martínez, I. (2005) Programación en C,
metodología, algoritmos y estructura de datos).
Rango: En términos de estadística, se refiere a la diferencia algebraica entre el
elemento de mayor magnitud y el de menor magnitud en un Subgrupo racional. El
rango permite apreciar la variabilidad instantánea de una muestra.
Promedio: Es la cantidad total de variables distribuida uniformemente y se
calcula sumando todos los elementos de la serie y siendo divididos entre el número de
ellos. El promedio en gráficos de control de Shewhart en es la principal fuente de
información acerca de cómo evoluciona la variabilidad de un proceso en el tiempo.
73
1.3. Marco Metodológico
1.3.1. Tipo de Proyecto
La presente investigación está enmarcada dentro de la modalidad de un
proyecto de factible, debido a que mediante una propuesta de un modelo operativo
viable, con solución posible, permite solventar un problema. La Universidad
Pedagógica Experimental El Libertador (2006), define proyecto factible como: “es la
investigación, elaboración y desarrollo de una propuesta de un modelo operativo
viable para solucionar problemas, requerimientos o necesidades de organizaciones o
grupos sociales; puede referirse a la formulación de políticas, programas, tecnologías,
métodos o procesos” (pp.7).
1.3.2. Área de Conocimiento
El proyecto se pertenece al área de Ingeniería y Tecnología, específicamente
Ingeniería Electrónica y de Sistemas para el Control de Calidad.
1.3.3. Área de Aplicación
El proyecto está enmarcado en el área de aplicación de Instrumentación
Industrial, Desarrollo de Software y Arquitectura del Computador.
74
1.3.4. Métodos
Método (del griego meta (más allá) y hodos (camino), literalmente camino o vía
para llegar más lejos). Modo ordenado y sistemático de proceder para llegar a un
resultado o fin determinado: las investigaciones científicas se rigen por el llamado
método científico, basado en la observación y experimentación, recopilación de datos
y comprobación de las hipótesis de partida. (Wikipedia 2012).
Para el desarrollo de las diferentes fases del proyecto se utilizó como insumo
los métodos a nombrar a continuación, los cuales serán aplicados en las diferentes
etapas de su diseño, e implementación del prototipo:
1.3.4.1. Método Estadístico.
El método estadístico consiste en una secuencia de procedimientos para el
manejo de los datos cualitativos y cuantitativos de la investigación. Dicho manejo de
datos tiene por propósito la comprobación, en una parte de la realidad, de una o
varias consecuencias verificables deducidas de la hipótesis general de la
investigación. Las características que adoptan los procedimientos propios del método
estadístico dependen del diseño de investigación seleccionado para la comprobación
de la consecuencia verificable en cuestión. (Obregón J.2010).
1.3.4.2. Investigación de Campo
Es el análisis sistemático de problemas en la realidad, con el propósito bien sea
de describirlos, interpretarlos, entender su naturaleza y factores constituyentes,
explicar sus causas y efectos, o predecir su ocurrencia, haciendo uso de métodos
característicos de cualquiera de los paradigmas o enfoques de investigación
75
conocidos o en desarrollo. Los datos de interés son recogidos en forma directa de la
realidad; en este sentido se trata de investigaciones a partir de datos originales o
primarios. (Universidad Pedagógica Experimental Libertador (2006) p p.5).
1.3.4.3. Investigación de Documental
La investigación Documental, es el estudio de problemas con el propósito de
ampliar y profundizar el conocimiento de su naturaleza, con apoyo, principalmente,
en trabajos previos, información y datos divulgados por medios impresos,
audiovisuales o electrónicos. (Universidad Pedagógica Experimental Libertador
(2006) pp.6).
1.3.4.4. Ingeniería de Requerimientos
Los requerimientos para un sistema son la descripción de los servicios
proporcionados por el sistema y sus restricciones operativas. Estos requerimientos
reflejan las necesidades de los clientes de un sistema que ayude a resolver algún
problema como el control de un dispositivo, hacer un pedido o encontrar una
información. El proceso de descubrir, analizar, documentar y verificar estos servicios
y restricciones se denomina ingeniería de requerimientos (RE). (Somerville I (2005),
Ingeniería del Software, pp. 108).
1.3.4.5. Ingeniería de Software
La ingeniería del software es una disciplina de la ingeniería que comprende
todos los aspectos de la producción del software desde las etapas iniciales de la
especificación del sistema, hasta el mantenimiento de este después de que se utiliza.
(Somerville I (2005), Ingeniería del Software, pp. 6).
76
1.3.4.6. Ingeniería Económica
Ingeniería Económica conlleva la valoración sistemática de los resultados
económicos de las soluciones sugeridas a cuestiones de ingeniería. Para que sean
aprobables en lo económico, las resoluciones de los problemas deben impulsar un
balance positivo del rendimiento a largo plazo, en relación con los costos a largo
plazo y también deben promover el bienestar y la conservación de una organización,
construir un cuerpo de técnicas e ideas creativas y renovadoras, permitir la fidelidad y
la comprobación de los resultados que se esperan y llevar una idea hasta las últimas
consecuencias en fines de un buen rendimiento. (Sullivan.W, y otros (2004),
Ingeniería Económica de DeGarmo., pp.3).
1.3.4.7. Ciclo de Proyecto
Para facilitar la gestión, los directores de proyectos o la organización pueden
dividir los proyectos en fases, con los enlaces correspondientes a las operaciones de
la organización ejecutante. El conjunto de estas fases se conoce como ciclo de vida
del proyecto. Muchas organizaciones identifican un conjunto de ciclos de vida
específico para usarlo en todos sus proyecto. (Guía de los Fundamentos de la
Dirección de Proyectos (2004) pp. 19).
1.3.5. Técnicas
Una técnica, del griego (tejne, destreza) es un procedimiento o conjunto de
reglas cuyo objetivo es obtener un resultado predeterminado, sea en el campo de las
ciencias y tecnologías, de la acción racional o el de cualquier actividad manual o
intelectual. (Leroi-Gourhan, A., El Hombre y la materia (Evolución y técnica I pp 21)
(1988)).
77
Las técnicas a emplear durante la realización del sistema son las siguientes:
1.3.5.1. Muestreo Piloto
“En estadística se conoce como muestreo a la técnica para la selección de
una muestra a partir de una población”. (Wikipedia 2012).
Por otro lado la muestra es un subconjunto representativo seleccionado de una
población. La palabra representativo es la clave de esta idea. Una buena muestra es
aquella que refleja las características esenciales de la población a la que se obtuvo.
(Canavos G. (1988). Probabilidad y Estadística).
El muestreo Piloto se empleará para rediseñar los Gráficos de Control de
Shewhart, además permitirá obtener un perfil del comportamiento del proceso,
definiendo su capacidad y parámetros estadísticos de interés del Departamento de
Aseguramiento de Calidad.
1.3.5.2. Observación Directa
Es una técnica que consiste en observar atentamente el fenómeno, hecho o caso,
tomar información y registrarla para su posterior análisis. La observación es un
elemento fundamental de todo proceso investigativo; en ella se apoya el investigador
para obtener el mayor número de datos. Es directa cuando el investigador se pone en
contacto personalmente con el hecho o fenómeno que trata de investigar. (Puente W.
(2000)).
Se empleara para detectar las debilidades del sistema manual de control
estadístico en el momento que se implementa en la planta.
78
1.3.5.3. Entrevista No Estructurada
La entrevista será utilizada para interactuar con el personal de planta dentro de
lo que destacan los operadores y supervisores de planta de aceites y grasas, bajo los
lineamientos de la siguiente definición de Puente W., con el fin de levantar parte de
los requerimientos del prototipo.
La entrevista es una técnica para obtener datos que consisten en un diálogo
entre dos personas: El entrevistador "investigador" y el entrevistado; se realiza con el
fin de obtener información de parte de este, que es, por lo general, una persona
entendida en la materia de la investigación. (Puente W., (2000)).
1.3.5.4. Cuaderno de Campo
El concepto de “cuaderno de campo” está históricamente ligado a la
observación participante y es el instrumento de registro de datos del investigador de
campo, donde se anotan las observaciones (notas de campo) de forma completa,
precisa y detallada. (Monistrol R. O. (2007), El trabajo de campo en investigación
cualitativa (II)).
Esta técnica permitirá recabar sugerencias, datos de interés y requerimientos de
adquisición y procesamiento del sistema a diseñar.
1.3.5.5. Matriz de Selección
La Matriz de selección es un gráfico de filas y columnas que permite priorizar
alternativas de solución, en función de la ponderación de criterios que afectan a
dichas alternativas. La matriz de selección es a utilizar es de tipo comparativa y se
79
evaluaran aspectos técnicos, en cuanto a prestaciones soporte, y económico referente
a costo y disponibilidad local.
Esta técnica permite seleccionar (bien aplicada) los mejores elementos que
conformarían el Sistema de Adquisición, usando para ello los criterios definidos
producto de las limitaciones y exigencias establecidas que permitirían la elaboración
del sistema. (Chirinos A. (2009) Desarrollo de un sistema de adquisición de datos
configurable con interfaz de comunicación USB 2.0).
1.3.5.6. Modelado de Sistemas
Consiste en modelar sistemas a partir de los requerimientos dichos de otro
modo, consiste en documentar las especificaciones del sistema como un conjunto de
modelos de sistema. Donde estos modelos son representaciones gráficas que
describen el sistema que tiene que ser desarrollado. Debido al uso de representaciones
gráficas los modelos son frecuentemente de mucha mayor comprensión que las
descripciones escritas.
1.3.5.7. Descomposición Orientada a Objetos
La descomposición orientada a objetos permitirá definir objetos en base al
modelado del sistema, donde estos poseen cualidades y funciones innatas,
comunicándose entre sí para realizar labores en conjunto para cubrir los
requerimientos deseados del sistema de adquisición y procesamiento. Es una técnica
capaz de distribuir las funciones necesarias a elementos virtuales claramente
definidos y diferenciados entre sí, pudiendo descomponer al sistema en pequeños
modelos en la programación.
80
1.3.5.8. Modelación de Control Centralizado
La modelación de control centralizado se utilizara en el software de adquisición
y procesamiento además permitirá modelar un sistema principal que gestiona la
ejecución de los demás subsistemas, secuencialmente o en paralelo, veamos una
definición formal de un modelo de control centralizado:
En un modelo de control centralizado, un subsistema se diseña como el
controlador del sistema y tiene la responsabilidad de gestionar la ejecución de otros
subsistemas. Los modelos de control centralizado se dividen en dos clases, según que
los subsistemas controlados se ejecuten secuencialmente o en paralelo. (Somerville I
(2005), Ingeniería del Software, pp. 108).
1.3.5.9. Pruebas Estructurales
Las pruebas estructurales son un tipo de Casos de Prueba que se utilizaran para
la evaluación, validación y depuración del software y consistirá en la generación de
casos Hipotéticos modificando el orden y forma de presentación de los datos de
entradas en búsqueda de alguna anomalía en la salida del sistema, esta técnica será
utilizada principalmente en los algoritmos de cálculos estadísticos.
1.3.5.10. Pruebas Basadas en Requerimientos
Serán las pruebas más comunes a lo largo del desarrollo de este proyecto,
donde se buscan errores en alguna de las secuencias de programación utilizando
como elementos de prueba las funciones declaradas que desempeñará el sistema de
adquisición de datos, estas pruebas incluyen desde las capturas provenientes del
81
elemento primario de medición hasta el procesamiento estadístico. Esto garantizara
que el resultado o salidas satisfacen los requerimientos planteados por CANGL.
1.3.5.11. Diagrama de Flujo
El diagrama de flujo (flowchart) como una de las técnicas de representación de
algoritmos más antigua y a la vez más utilizada, aunque su empleo ha disminuido
considerablemente, sobre todo, desde la aparición de lenguajes de programación
estructurados. Un Diagrama de flujo es un diagrama que utiliza los símbolos (cajas)
estándar y que tiene los pasos de algoritmo escritos en esas cajas unidas por flechas,
denominadas líneas de flujo, que indican la secuencia en que se debe ejecutar.
(Aguilar, L. y Martínez, I. (2005) Programación en C, metodología, algoritmos y
estructura de datos).
1.3.6. Procedimientos
1.3.6.1. Recolección de Datos
Consiste en recabar toda la información de las mediciones de llenado en planta
de grasas y planta de aceites para establecer los adecuados límites de control y la
determinación de la capacidad del proceso. También se utilizara para determinar las
condiciones del área de operación donde será instalado del prototipo, como
temperatura, tomas de energía eléctrica.
1.3.6.2. Elaboración de Diagramas
Se refiere al dibujado mediante herramientas de diseño asistido por
computadora del sistema de adquisición de datos, y procesamiento. Destacando sus
82
componentes físicos, como los componentes intangibles como lo es el software a
desarrollar.
1.3.6.3. Desarrollo de Interfaces Gráficas
Las interfaces Gráficas proporcionan un entorno visual sencillo para permitir la
comunicación entre el usuario con el sistema operativo y/o aplicaciones. La actividad
de desarrollo de interfaces gráficas, consiste en la ubicación de los componentes en
las ventanas y paneles de usuario utilizando herramientas de desarrollo de software.
1.3.6.4. Redacción de Códigos Fuentes
El propósito de la redacción de los códigos fuentes es que los programas
exhiban comportamientos deseados. Para ello se requiere el uso de un lenguaje de
programación y un entorno de compilación ejecución y depuración.
1.3.6.5. Configuración de equipos
Consiste en un procedimiento de colocar los parámetros bajo convenio para
garantizar el correcto funcionamiento de los componentes del sistema. La
configuración se basa principalmente en puesta a punto de los elementos que
permiten realizar la adquisición, y el procesamiento de datos.
1.3.6.6. Inspecciones del Software
Se refiere al monitoreo del programa durante su etapa de validación estando
atentos a posibles incidentes o errores no percibidos durante la etapa de desarrollo, la
83
finalidad de este procedimiento es detectar errores ocultos o situaciones que generen
salidas incoherentes o no deseadas del sistema.
Resumiendo todas los métodos, técnicas y procedimientos a ejecutar durante el
proyecto, se presente un cuadro que asigna estos últimos a los objetivos del proyecto,
cada uno de los elementos utilizar permitirán obtener los productos tangibles del
alcance.
84
Tabla D. Cuadro Resumen de la Metodología a Emplear
OBJETIVOS MÉTODOS TÉCNICAS PROCEDIMIENTOS
• Diagnosticar la situación
actual del control
estadístico en las estaciones
de llenado de envases
menores de Planta de
Grasas y la línea Canco en
Planta de Aceites, e
investigar los lineamientos
para establecer un control
estadístico de proceso.
Método Estadístico
Investigación de Campo
Muestreo Piloto
Observación Directa
Entrevista no
Estructurada
Recolección de datos.
• Determinar los
requerimientos técnicos,
operativos y funcionales y
diseñar el sistema de
adquisición y
procesamiento de datos
para establecer un control
estadístico de contenido
neto.
Ing. de Requerimientos
Ing. de Sistemas
Investigación de Campo
Investigación Documental
Ciclo de Proyecto
Ingeniería Económica
Entrevista no
estructurada
Cuaderno de Campo
Modelado de Sistemas
Matrices de Selección
Elaboración de
Diagramas del Sistema.
• Ejecutar la fabricación,
programación e
implementación del sistema
de adquisición y
procesamiento de fácil
manejo, en las Líneas de
Envases Menores de Planta
de Grasas y Línea Canco de
Planta Aceites de CANGL.
Ing. de Software
Ciclo de Proyecto
Descomposición
Orientada a Objetos
Modelación de Control
Centralizado
Diagrama de Flujo
Desarrollo de Interfaces
Graficas.
Redacción de Códigos
Fuentes.
• Realizar pruebas, depurar
y validar el funcionamiento
del sistema, generar
documentación de uso.
Ing. de Software Pruebas Estructurales
Pruebas Basadas en
requerimientos
Configuración de
Equipos.
Inspecciones del
software.
CAPITULO II
REQUERIMIENTOS
2.1. Análisis de La Situación Actual
En las Líneas de Envases Menores de Grasas y Aceites (Canco) de CANGL,
se aplican gráficos de control de Shewhart de promedio y rango como herramienta de
control estadístico de proceso (CEP) para el control del contenido neto envasado.
Estos gráficos son realizados por el operador en un formato físico, donde los puntos
necesarios para su graficación se calculan manualmente.
Durante el proceso de producción el operador encargado de la estación de
llenado periódicamente cada treinta minutos, toma una muestra de envases, donde el
número de estos, depende de la cantidad de picos de la llenadora en uso. En la línea
de envases menores de grasas se colectan cuatro (4) muestras, y en el caso de la
llenadora de aceites Canco se toman veintiún (21) muestras. Estas son pesadas en una
balanza electrónica y se registran las mediciones en el formato mencionado para
posteriormente realizar el cálculo y la graficación, donde de inmediato se evalúan si
existen puntos fuera de los límites de control, si tal es la situación el operador buscará
las causas que generaron tal desviación y deberá realizar las acciones correctivas
hasta ajustar el proceso de envasado, en caso que no pueda solventar por sus propios
medios solicita soporte del personal de mantenimiento de la empresa.
82
El procedimiento descrito es coherente, más no eficaz para detectar
desviaciones oportunas y mantener el proceso bajo control, al poseer las siguientes
debilidades al momento de ejecutarse:
Genera tiempos muertos en la línea: Durante el proceso de muestreo y
registro de los pesos, cálculo y graficación de los puntos del promedio y rango
se generan retrasos, lo que a largo plazo se traduce en una penalización de la
productividad.
Es propenso a errores humanos: La debilidad más notoria, debido la gran
intervención del personal en cuanto a transcripción, cálculo y graficación,
genera incertidumbre sobre algún error cometido desapercibidamente por el
mismo, colocando en duda la información plasmada en el gráfico de control.
Por otro lado el cumplimiento del periodo de muestreo queda por
responsabilidad del operador, colocando el riesgo el omitir algún muestreo o
realizar muestreos no periódicos.
Posee cierto grado de corruptibilidad: Los datos ingresados por el operador
son muy vulnerables a la falsificación, lo cual ocasiona cierta desconfianza
sobre el historial recabado hasta la fecha.
Las debilidades mencionadas se atenuarán con el desarrollo de este proyecto,
acelerando las capturas de peso a través de un Sistema de Adquisición y
Procesamiento de Datos, donde los cálculos estadísticos, y la generación del gráfico
de control los realizará una aplicación informática hecha a la medida, eliminando los
errores matemáticos y agregando un grado de confiabilidad al obtener los pesajes
directamente del instrumento de medición, permitiendo almacenar las capturas en un
banco de información recabando así un histórico y la emisión de reportes de la
jornada a solicitud del usuario.
83
Figura. 28. Deficiencias del CEP Manual en CANGL
Fuente: El Autor (2011).
Por otro lado se detectó que los Gráficos de Control deben ser rediseñados a
razón de que a través de entrevistas con los operadores, se hizo a conocer que los
Limites de Control del proceso de llenado en ambas líneas eran obtenidos bajo
ningún fundamento experimental, solo bajo la hipótesis de un 1% de desviación
estimada del proceso, es por ello que mediante un muestreo piloto en ambas líneas se
replantearan los límites de control de promedio y rango, además se determinará la
capacidad del proceso utilizando la metodología recomendada por la norma Covenin
3140: 1995 y el autor Montgomery D.(2004) en su obra Control Estadístico de la
Calidad .
2.1.1. Experimento Piloto Ejecutado en La Línea de Envases Menores de
Planta de Grasas:
Se conoce que las cartas de control a diseñar son gráficos de control para
variables de Promedio y Rango . Donde el gráfico permite monitorear el nivel
de calidad promedio del proceso, mientras que el gráfico mide la variabilidad
84
dentro de una muestra. Dicho de otro modo, el gráfico , monitorea la variabilidad
entre muestras (la variabilidad del proceso con el tiempo), y el gráfico mide la
variabilidad dentro de las muestras (la variabilidad instantánea del proceso en un
tiempo dado).
Para la determinación de los límites de control LSC y LIC de los gráficos de
control, se requiere realizar un muestreo a intervalos regulares de tiempo durante el
proceso de llenado de los envases (ver Tabla E), que permita obtener de manera
directa los valores de promedio y rango de prueba.
La ejecución de este muestreo es obligatorio a razón de que se desconoce el
valor de la media y desviación estándar de la distribución del proceso necesarios
para un diseño rápido del gráfico de control. Por ello se optó por el método “ningún
valor estándar dado” especificado en la norma Covenin 3140:1995 la cual es una
adopción de la ISO No.8258:1991 (ver Anexo H).
Apoyándonos en el teorema de límite central el cual establece que los
promedios tienden a estar distribuidos normalmente aun cuando las observaciones no
lo estén, es razonable suponer normalidad para los gráficos aun cuando el tamaño
de los subgrupos sean pequeños de tres a cinco (3 a 5), sin embargo en la distribución
de los rangos no se presenta normalidad, aunque el estimar constantes para obtener
límites de control, suponiendo una normalidad aproximada cubrirá los requerimientos
de un procedimiento de decisión empírica.
El muestreo piloto se realizado bajo las siguientes condiciones de operación:
Planta: Grasas.
Línea: Envases Menores.
Producto: Grasa Venlicom AR EP Azul.
Presentación: Cartucho.
85
Contenido Neto Declarado: 397gramos.
Intervalo de muestreo: 30 minutos.
Tamaño del Subgrupo: 4
Tabla E. Mediciones del contenido neto (g) de cartuchos en línea de envases
menores planta de grasas.
Numero de
Muestra
Observaciones Media i Rango
i
1 398 400 395 396 397.250 5
2 396 397 392 392 394.250 5
3 397 401 396 395 397.250 6
4 395 397 394 401 396.750 7
5 398 399 393 395 396.250 6
6 397 399 395 395 396.500 4
7 395 396 390 392 393.250 6
8 399 403 399 395 399.000 8
9 399 401 398 399 399.250 3
10 402 400 400 394 399.000 8
11 398 400 395 399 398.000 5
12 392 397 395 404 397.000 12
13 397 398 395 394 396.000 4
14 396 400 396 394 396.500 6
15 398 400 398 395 397.750 5
16 396 401 395 396 397.000 6
17 396 398 400 400 398.500 4
18 393 396 395 391 393.750 5
19 390 395 397 401 395.750 11
20 401 399 400 399 399.750 2
Σ = 7938.750 118.000
= 396.938 = 5.900
86
La bibliografía recomienda colectar 20 o 25 muestras en subgrupos pequeños
entre 3 y 5 unidades, con el propósito de obtener un perfil acerca del comportamiento
del proceso bajo control. El promedio permite comparar si este tiende
numéricamente al contenido neto declarado en los envases (Prueba de Hipótesis) y el
rango indica la variabilidad promedio del proceso.
Por otro lado mediante un cálculo indirecto se halla una estimación de la
desviación estándar indispensable para obtener el índice de capacidad en porcentaje
“ P ”, que no es más que indicador estadístico sobre la capacidad del proceso para
producir el resultado dentro de las especificaciones de contenido neto deseadas.
Estableciendo convenientemente el valor 3 para la constante Zα/2, lo cual
garantiza de nivel de confianza (1-α) de un 99.73 %, se calculan los límites control
“tres sigma”:
Los límites de control de promedio vienen dados por las siguientes formulas:
LSCX = Limite Superior de Control de Promedio
LICX = Límite Inferior de Control de Promedio
LSCX = + A2.
LICX = - A2.
Para n = 4, A2 = 0.729 según tabla para construir cartas de control para
variables (ver anexos).
LSCX = 396.938 + (0.729)(5.9) = 401.239 g
87
LICX = 396.938 - (0.729)(5.9) = 392.636 g
Los límites de control de rango vienen dados por:
LSCR =
LICR =
Para n = 4, D3 = 0, D4 = 2.282; según tabla para construir cartas de control para
variables (ver anexos).
LSCR = 13.46 2.282* (5.9)
LICR = 0 0*(5.9)
Para n = 4, d2 = 2.059
Los límites de especificación del proceso se determinan por la gaceta oficial
No. 32 504 emitida por el Ministerio de Fomento en 1982, que establece en su
artículo 5 un +-3% de tolerancia máximo para comprobaciones unitarias y en
comprobaciones en series es de +-1%.
88
Tu = 3/100 = 0.03%
Cn = 397 g
Donde “Cn” es el contenido neto declarado en el envase.
LSE: Límite Superior de Especificación.
LIE: Límite Inferior de Especificación.
LSE = Cn + Cn*Tu
LSE = 397 + (397)*(0.03)
LSE = 408.91 g
LIE = Cn - Cn*Tu
LIE = 397 - (397)*(0.03)
LIE = 385.09 g
La capacidad del proceso viene dada por:
)865.2(6
09.38591.408ˆ
pC
89
)865.2(6
09.38591.408ˆ pC
386.1ˆ pC
Expresada en porcentaje ( P ) será:
%100.ˆ
1ˆ
pCP
%100.386.1
1ˆ
P
%15.72ˆ P
Figura. 29. Gráfico de Control de Promedio, muestreo piloto en Planta de
Grasas.
90
Figura. 30. Gráfico de Control de Rango, muestreo piloto en Planta de Grasas.
Para determinar el tamaño de los subgrupos y la frecuencia de muestreo, se
tomara como referencia las prácticas actuales en la industria las cuales tienden a
muestras pequeñas y frecuentes a diferencia de muestras grandes a intervalos más
prolongados, para evitar producir grandes volúmenes de producción antes de detectar
desviaciones en el proceso.
Para conocer cuántas mediciones se requieren para descubrir situaciones
anormales en la llenadora, se utilizara La Longitud Promedio de la Corrida, ARL
por sus siglas en ingles la cual es el número promedio de puntos que deben graficarse
antes de que un punto indique una condición fuera de control. Para observaciones no
correlacionadas la ARL se expresa:
)(
1
alarmaPARL
P de alarma es la probabilidad que cualquiera de los puntos exceda los límites
de control, donde la probabilidad de que un punto este fuera de los límites para 3σ es
91
de 0.0027 cuando el proceso está bajo control. Por ende el promedio de la corrida
para el gráfico de promedio , cuando el proceso esté bajo control es de:
3700027.0
1ARL
Es decir aun cuando el proceso esté bajo control se generara una falsa alarma
cada 370 veces. Del mismo modo en ocasiones es conveniente expresar el desempeño
del gráfico de control en términos de su tiempo promedio hasta la señal ATS (por sus
siglas en ingles). Si se toman muestras en intervalos fijos que están separados “h”
horas.
ARLhATS
)5.0.(370 hATS
hATS 185
Considerando el proceso de llenado habrá una falsa alarma cada 185 horas si se
realizan muestreos cada 1/2 hora.
Para evaluar el desempeño del gráfico de control para detectar corrimientos se
plantea el siguiente supuesto: Suponiendo que el proceso se sale de control y el
promedio se corre un 1% por encima del valor nominal para n = 4.
Se requiere calcular la probabilidad de alarma la cual viene dada por:
( ) (
√
√ )
92
( ) (
√ )
g907.400
=396.938
4n
hh 5.0
gLSCX 239.401
( ) (
√ )
2317.0)( ZPalarmaP
7764.0)( alarmaP
288.17764.0
1ARL
)5.0.(288.1 hATS
hATS 644.0
93
Cuando el promedio se desvié un 1% se requiere 0.644 horas para detectarlo,
como el muestreo se realiza cada 1/2 hora, se puede aproximar el valor a 1 hora
requerida para detectar el corrimiento supuesto, lo cual satisface los requerimientos
de calidad deseados.
2.1.2. Experimento Piloto Ejecutado en La Línea de Envasado Canco de
Planta de Aceites
Planta: Aceites.
Línea: Canco.
Producto: Aceite para Transmisiones Sincrónicas GL-5 SAE 80W-90.
Presentación: Cuarto de Galón.
Contenido Neto Declarado: 946 ml
Intervalo de muestreo: 30 minutos.
Tamaño del Subgrupo: 21.
Densidad: 0.8837 g/ml.
Aplicando el mismo procedimiento descrito en la sección anterior (1.1.1), se
obtienen los resultados presentados en la siguiente tabla resumen del experimento.
Sin embargo en el caso de aceites hay que realizar un cálculo extra utilizando la
densidad del producto se halla el volumen ocupado por el mismo en el envase siendo
el volumen de llenado la variable que se desea controlar.
2.1.3. Análisis de los Resultados Obtenidos de los Experimentos Pilotos de
Planta de Grasas y Planta de Aceites
Los resultados obtenidos demuestran que los procesos de llenado en la Línea
de Envases Menores en Planta de Grasas y Línea Canco de Planta de Aceites son
94
capaces de entrar en la banda de especificaciones por sostener un P de 72 y 53%
respectivamente estando debajo del porcentaje crítico del 90%.
Tabla F. Tabla resumen de resultados del Experimento Piloto Línea de Aceites
Canco
(ml)
(ml)
LSCX
(ml)
LICX
(ml)
LSCR
(ml)
LICR
(ml)
(ml)
%
949.079 19.953 952.531 945.627 31.426 8.48003 5.281 55.82 %
La capacidad del proceso ( P ), expresa la magnitud de porcentaje de
utilización del proceso de llenado a la banda de especificaciones dictaminadas por la
Gaceta Oficial de Ministerio de Fomento, siendo un porcentaje cercano o superior a
100% un desempeño crítico de entrar el producto en cuanto a especificaciones legales
se refiere. Cuando esté es el caso, el proceso debe ser sometido a investigación de las
causas de bajo desempeño, para tratar de identificar cuál de ellas tiene mayor
repercusión en la alta desviación y tratar de mitigarla. Si las causas son innatas de la
naturaleza del equipo, este debe ser rediseñado por el departamento encargado,
descartada esta situación, se realiza una evaluación acerca de las materias primas, o
actitudes de los operadores.
En conclusión las llenadoras de envases Menores de Planta de Grasa y Planta
de Aceites Canco, no necesitan ser mejoradas o rediseñadas por el departamento de
mantenimiento. Con los experimentos realizados se evidenció que en las condiciones
actuales permiten establecer Control Estadístico de Proceso (CEP), teniendo estas
condiciones favorables se puede proseguir con el levantamiento de los requerimientos
del Sistema de Adquisición y Procesamiento de Datos.
95
2.2. Listado de Requerimientos
A través de la entrevista no estructurada con el personal de operadores y
reuniones con el personal involucrado en el proyecto se pudieron recabar la lista de
requerimientos que debe poseer el sistema.
2.2.1. Requerimientos Técnicos:
El sistema de adquisición debe capturar las mediciones de llenado en una
Base de Datos instalada en un computador con Windows XP Service Pack 3.
La determinación del contenido neto de los envases debe ser realizada a través
del uso de una balanza comercial que posea internamente toda la electrónica
de adquisición a través de un puerto compatible con PC.
El instrumento de medición de peso debe poseer una precisión y un rango que
satisfaga los requerimientos del control estadístico de llenado.
El sistema debe operar con tensión monofásica de 120 VAC 60 Hz y en un
rango de temperatura ambiental desde 10°C a 35 °C.
La aplicación de adquisición y procesamiento debe ser de escritorio, es decir
de ejecución local para garantizar el acceso a los componentes de hardware,
(puertos) además de asegurar una independencia de ejecución sin importar el
estado de la red.
2.2.1.1. Requerimientos Mínimos del Sistema Basado en PC
Procesador X86 Intel o AMD, 800 Mhz o superior, con 256MB disponibles
de memoria RAM física.
Unidad de CD ROM.
Super VGA (1024 x 768) o de mayor resolución con 65536 colores (16 bits).
Ratón o dispositivo señalador compatible.
96
Al menos 20 Gb de memoria del dispositivo de almacenamiento principal.
Puerto de comunicaciones serial de conector tipo DB9.
2.2.2. Requerimientos Operativos:
Al presionar un botón en la balanza el sistema debe capturar la medición de
llenado de los envases, en el computador, y mostrarlos al usuario mediante
una interfaz gráfica.
Al iniciar el proceso el sistema debe alertar al operador cuando debe realizar
el muestreo y la cantidad de muestras a pesar además el tiempo remanente
para tomar las próximas muestras.
El programa debe poder alertar el operador cuando un nuevo punto graficado
se encuentra fuera de los límites de control de promedio y rango
preestablecidos.
El operador debe poder visualizar el grafico de control de promedio, rango y
los límites de control, desviación estándar, media y capacidad del proceso en
porcentaje.
En caso de que el sistema de adquisición presenta avería por parte del
hardware, el sistema de procesamiento debe poder permitir el ingreso de
datos por el teclado.
2.2.3. Requerimientos Funcionales:
La aplicación de procesamiento podrá permitir editar y borrar los campos
asociados a productos dentro del control estadístico.
El sistema debe calcular los límites de control al introducir la media y el rango
del proceso.
97
El sistema debe generar un reporte imprimible por lote, mostrando: código,
nombre del producto, nombre y código de identificación del operador, fecha
de emisión, valores capturados, media, rango desviación estándar, gráficos de
control de promedio y rango, límites de control y especificación.
El reporte debe ser almacenable en un archivo imprimible como PDF.
CAPITULO III
DISEÑO
3.1. Diseño Conceptual
Partiendo de la necesidad de monitorear mediante técnicas estadísticas el
contenido neto de los envase, se requiere primero definir a través de cual variable se
puede obtener directa o indirectamente el contenido de un producto.
Mediante la observación y entrevista con el personal, se evidenció que la
cantidad de producto de los envase de Grasa y Aceite es determinado mediante la
cantidad de masa en gramos medida desde una balanza electrónica. Donde en el caso
de Grasas el contenido medido es directo, a razón de que en el envase ofrecido al
consumidor se declara masa, con la única corrección de restar el peso del envase
vacío (tara) para obtener el contenido neto envasado, y para el caso de aceites
también se aplica este descuento más sin embargo el contenido es calculado de forma
indirecta ya que se ofrece al consumidor volumen en centímetros cúbicos (cc) y
mediante la fracción de la masa (g) del aceite contenida en el envase sobre la
densidad (ρ) a 35°C, obtenida mediante análisis de laboratorio, se obtiene el volumen
de producto contenido en el envase.
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
99
Se puede discernir claramente que en el caso de aceites la aproximación del
contenido del envase es más imprecisa, por la propagación del error del método
indirecto agregando la variación del volumen del producto al momento de envasado
por la temperatura ambiental que no es nominal durante toda la jornada, debido a que
oscila hasta 10°C en el día por factores climáticos. Por tal razón el cálculo del
contenido del aceite envasado tienda a ser es más impreciso y errático que en el caso
de grasas, sin embargo esta situación se mejoraría considerablemente mediante un
lazo de control de temperatura en los tanques de almacenamiento, mas no es alcance
de este trabajo, a pesar de ello se hizo la sugerencia a la empresa.
Observando la necesidad de medir, y recolectar el peso de los envases de
producto para su posterior procesamiento se define que la variable de medición
primaría es la masa neta de producto envasado. Teniendo claro este punto de inicio,
se plantea la primera etapa de este diseño el cual es un Sistema de Adquisición de
Datos hacia un computador bajo Windows XP como sistema operativo.
Los elementos necesarios para realizar un sistema de adquisición y
procesamiento de datos son:
Transductores y sensores.
Acondicionadores de señal.
Módulo de adquisición de datos.
Controlador (Computador).
Para este proyecto la balanza a seleccionar debe poseer los elementos
indispensables para realizar la adquisición de datos, englobando dentro de su
electrónica internas la etapa de transductores, acondicionadores y el módulo de
adquisición de datos a petición de la empresa, quedando por parte del pasante
desarrollar la interfaz del software e integrar los elementos para cumplir el cometido.
100
Figura. 31. Módulo de Adquisición de Datos
Fuente: Jímenez F. (2006).
3.1.1. Descripción de Los Componentes del Diseño
3.1.1.2. Computador Personal
3.1.1.2.1. El Hardware
El computador personal se requiere que posean los periféricos de entrada y
salida esenciales: teclado, ratón, monitor etc, puertos de comunicación para
periféricos, dentro de ellos, USB 2.0, Serial (RS-232), y paralelo (IEEE 1284) para
garantizar la compatibilidad con las diferentes DTE (Equipo terminal de datos).
3.1.1.2.2. El Software
El computador debe ser capaz de ejecutar la aplicación que realizara las
capturas de los datos recibidos desde la balanza electrónica para su posterior
almacenamiento en un banco de datos, y permitir al operador un monitoreo del estado
101
del proceso utilizando la herramienta de control estadístico, puntualmente gráficos de
control de Shewhart de promedio y rango.
El programa debe permitir añadir, editar, borrar los productos en sus respectivas
presentaciones, y generar un reporte imprimible por lote donde se observen las
capturas realizadas, los resultados de parámetros estadísticos, el gráfico de control y
permitir la consulta del reporte de algún lote realizado con anterioridad.
Definido con detalle las funciones básicas del programa, se propone la siguiente
arquitectura conceptual del software que abarca los requerimientos funcionales
anteriormente mencionados. Donde el usuario interactuara con las aplicaciones de
adquisición y procesamiento de forma continua.
El diseño consiste en obtener los datos provenientes de la balanza estableciendo
un protocolo de comunicación entre la aplicación de adquisición y el módulo de
comunicación de la misma, almacenar los contenidos netos en un banco de datos
donde este servirá de insumo a la aplicación de procesamiento que realizara las
funciones de cálculo y graficación.
Figura. 32. Arquitectura del Software propuesto.
Fuente: El autor 2011
102
3.1.1.3. Interfaz de Comunicación
Se refiere a la conexión física entre el computador y la balanza electrónica,
permitirá la comunicación oportuna entre ambos dispositivos para la transferencia de
datos de la balanza al computador e instrucciones del computador a la balanza. Se
requiere que la interfaz cumpla con los requerimientos en cuanto a velocidad de
transmisión, fiabilidad y facilidad de uso en la comunicación.
Abarcando lo antes mencionado se proyecta la siguiente arquitectura del
sistema a diseñar, presentando sus bloques funcionales. El diagrama continuación
presenta de manera gráfica las diferentes componentes que conformaran el sistema de
adquisición y procesamiento de datos para establecer el control estadístico del
proceso de llenado en las líneas envases menores de grasa y aceites Canco.
Figura. 33. Diagrama en bloque del Diseño Conceptual.
Fuente: El Autor (2011).
103
3.2. Diseño Básico
Conociendo las etapas que constituyen el Sistema de Adquisición y
Procesamiento de Datos, se hace necesario materializar cada uno de los elementos
descritos en el diseño conceptual, ubicando tecnologías existentes que satisfagan los
requerimientos y elaborar un planteamiento de cada una de ellas para seleccionar
finalmente la que más se ajuste a las necesidades del proceso y de la empresa.
3.2.1. Disponibilidad de Tecnologías
3.2.1.1. Estudios Técnicos
El sistema deseado puede adquirirse de varias formas, una opción es comprar
los elementos por separado e integrarlos a la medida del proceso ó adquirir un
paquete completo a través de un fabricante experto en desarrollar sistemas de control
estadístico.
Ambas opciones poseen sus ventajas y limitaciones, siendo la primera más
flexible a futuro (crecimiento del software) y de menor costo, sin embargo la segunda
opción cuenta con el respaldo de un fabricante especializado y con años de
experiencia en el ramo, a una inversión mayor en moneda extranjera.
Evaluada estas opciones y en conversaciones con el personal líder del proyecto,
se decidió bajo requerimientos de la Gerencia de Manufactura de CANGL comprar
los elementos de hardware y realizar la integración con un programa de aplicación
hecho a la medida.
104
3.2.1.1.1. Selección de la Balanza Electrónica
Para cotizar las opciones en cuanto a balanzas digitales se utilizará una matriz
de selección por requerimientos, que es una técnica que permita descartar los
elementos en evaluación que no posean algunas de las cualidades requeridas y
seleccionar aquel que las posea en totalidad.
Tabla G. Matriz de selección de la balanza electrónica
REQUERIMIENTOS Lexus
Fenix-03
Ohaus
Scout Pro
SP-6001
Mettler Toledo
PL4001-L
Tensión de Operación
de 120 VAC 60Hz
Interfaz de comunicación
compatible con PC
Temperatura de operación
entre 10 y 35°C
Rango de al menos 1Kg y
0.1g de precisión.
Costo menor a 5.000 BsF
Disponibilidad Local
Leyenda
Cubre el requerimiento.
No cubre el requerimiento.
Fuente: El Autor (2011).
La balanza seleccionada es el modelo: Scout Pro SP-6001, del fabricante
norteamericano Ohaus por poseer los atributos requeridos.
105
Diseñada para su uso en aplicaciones de laboratorio, industria o educación, la
balanzas Scout™ Pro es muy sencilla de usar, cuenta con dos botones de operación,
una pantalla LCD de alto contraste, múltiples unidades de pesaje, cuatro modos de
aplicación, y la opción de RS232 o USB , la Scout Pro es la balanza portátil ideal
para sus necesidades de pesaje.
Diseñada para uso en laboratorio, industria ó educación.
Pantalla LCD de alto contraste que indica claramente los datos de peso y
aplicaciones, así como indicadores de estabilidad, condiciones de sobrecarga y
estado de las baterías.
Dos botones para su fácil operación.
Platillos redondos ó cuadrados de acero inoxidable.
Gancho integrado para pesar por debajo de la balanza permitiendo realizar
determinaciones de densidad ó hacer cálculos de pesos específicos de cuerpos.
Conectividad USB ó RS232 opcionales.
Elemento de seguridad anti-robos. (ohaus.com.mx/ (2010)).
Figura. 34. Balanza Ohaus Scout Pro
Fuente: ohaus.com.mx (2011).
106
3.2.1.1.2. Selección de la Interfaz de Comunicación
La balanza Scout Pro posee la capacidad de realizar la comunicación con otros
dispositivos utilizando una interfaz de comunicación como accesorio, la cual el
fabricante la ofrece en dos estándares:
Serial usando protocolo RS-232.
Universal Serial Bus (USB 2.0).
Para efectos prácticos, el autor selecciono la versión Serial RS-232, donde su
operación es más simple al no requerir un controlador específico para su
funcionamiento como su contraparte USB, además de permitir enlaces con distancias
de hasta 15 metros de longitud.
3.2.1.1.3. Selección de Plataformas de Desarrollo
El módulo de programación de procesamiento y monitoreo realizara en
lenguaje de programación orientada a objetos Java, esta selección fue realizada por el
autor, se justifica al poseer licencia de código abierto, amplia flexibilidad para
expansión y compatibilidad con Windows XP a través de la ejecución de código
interpretado por la JVM (Java Virtual Machine de sus siglas en ingles).
La base de datos se almacenara en un servidor del gestor de base de datos
MySQL, que ofrece altas prestaciones de seguridad, rendimiento al estar escrito en C,
y nulo costo de inversión por ser de OpenSource.
El módulo de adquisición de datos también será realizado en Java y formara
parte del programa de procesamiento de forma solapada. El hecho de utilizar Java en
la programación brinda las bondades antes mencionadas, permitiendo obtener las
107
capturas y almacenaje de las mismas en una tabla de la base de datos destinada para
tal fin.
Cabe destacar que debido a que en la adquisición de datos no es necesario
realizarse en tiempo real en otras palabras el procesamiento y la adquisición de
forma simultánea, un entorno virtualizado como lo es la Java Virtual Machine, no trae
consecuencias negativas como en el caso para requerimientos en tiempo real, para
tales casos se recomienda otros lenguajes de código nativo como C++, C#, ó Basic.
Por otro lado se garantiza el acceso al puerto serie con la librería Gyovinet
1.3, que utiliza una dll (Dynamic Link Library del inglés) llamada libSerialPort.dll, la
cual accede, escribe y lee el puerto serie físico del computador invocando código
nativo de Windows XP bajo demanda de la aplicación cliente en Java.
3.2.1.1.4. Selección Hardware del Computador
El hardware necesario para ejecutar el programa de control de contenido,
debe poseer unos requisitos mínimos para garantizar el funcionamiento. Para
conocerlos es necesario identificar los requerimientos de cada uno de los módulos
del software. Solapando y sumando los requerimientos de todos los bloques del
programa se toman los más altos de cada categoría para asi obtener los
requerimientos que cumplirán con todos los módulos del software definidos y
nombrados en la parte II del Capítulo II en la fase de Requerimientos Mínimos del
Sistema Basado en PC de este informe.
Se realizó la solicitud al departamento de informática, donde este hizo entrega
de un computador HP Compaq modelo DX 220 MT para ser sometido a comparación
con los requerimientos necesarios para valorar si cumple con los requisitos mínimos
exigidos que garanticen con fluidez la ejecución del software que tendrá el
108
comportamiento previsto en la fase de programación. La selección de un computador
es clave para lograr obtener una buena interacción entre el usuario y el software del
computador ya que si las características físicas no son las adecuadas, es posible que
el usuario sienta lentitud de ejecución y perdida de su tiempo en su jornada laboral,
algo indeseada. Por lo que se optará por la selección de un equipo que rebase por
completos los requisitos de sistema.
Figura. 35. Case computador HP Compaq D220 MT.
Fuente: superwarehouse.com (2011).
Tabla H. Cotejo del Computador Adquirido con los requerimientos
Requerimientos: HP Compaq D220MT Cumplimiento
Memoria => 256 MB 1024 MB
Disco duro =>10 GB 80GB
Procesador =>800 Mhz Intel Pentium 4 2.8GHz
Almacenamiento Óptico CD ROM 48X CD-ROM
Ratón Compatible Sí
Puerto Serial RS-232 1
SO. Windows XP SP3 Sí
Super VGA (800 x 600)
16 Bits 65.536 Colores
1024x768 32 Bits, Color Real
Leyenda
Cubre el requerimiento.
No cubre el requerimiento.
109
3.2.1.1.5. Especificaciones Técnicas del Diseño:
Las especificaciones finales del diseño se tabularon a continuación y son
producto del estudio de los diversos componentes que estructuran el sistema.
Tabla I. Especificaciones finales deseadas del Sistema de Adquisición y
Procesamiento de Datos
Especificaciones Técnicas Prototipo
Requerimientos de Alimentación 120 VAC 60hz
Rango de Temperatura de Operación 10°C - 35°C
Capacidad Máxima de Peso(g) 6000
Tiempo de Estabilización pesada 3 Segundos
Precisión (g) ± 0.1
Protocolo y configuración
de comunicación
RS-232
2400 Baudios, Palabra de 7 Bits, sin
paridad, 1 bit de parada
Balanza compatible Ohaus Scout Pro
(todos los modelos)
Número de Conexiones Simultanea 1
Máximo tamaño de la muestra
(longitud del subgrupo)
25
Intervalo de Muestreo Variable (1-100 minutos)
3.2.1.2. Estudios Económicos
Se presentan tablas demostrativas acerca de la inversión necesaria para la
implementación de la propuesta operativa desarrolla, esto no incluye los costos de los
servicios básicos. El objetivo de es evaluar la factibilidad económica el proyecto.
110
Tabla J. Estimación de Recursos Informáticos
Item Objeto Cant Unidad Costo
Unitario
Subtotal
1 Uso del computador
con acceso a internet
98 Horas
2.0.00 Bs 196.0
2 Netbeans IDE 1 Pqt - Bs -
3 Librería Gyovinet 1.3 1 Pqt - Bs -
4 Windows XP SP3
Licencia Corporativa
1 Pqt
500.0.00 Bs 500.0
5 Suite Oficce 2000 1 Pqt
300.0.00 Bs 300.0
TOTAL: Bs 996.0
Tabla K. Estimación de Recursos Humanos
Item Empleado Cant Unidad Costo
Unitario
Subtotal
1 Honorarios
Ingeniero
Electrónico
150 Horas
Hombre
40 Bs 6000.0.00
2 Honorario Técnico
Soldador
32 Horas
Hombre
40 Bs 1280.0.00
Total: Bs 7280.0.00
111
Tabla L. Estimación de Materiales
Item Descripción Cant Unidad Costo
Unitario
Subtotal
1 Computador Hp Compaq
D220 MT
1 Pz Bs 3.000 Bs 3.000
2 Bálanza Ohaus Scout Pro
SP-6001
1 Kit Bs 3.600 Bs 3.600
3 Juego de Interface, RS 232 1 Kit Bs 1.100 Bs 1.100
4 Materiales Herrería 30 Kg Bs 50 Bs 1.500
5 Artículos de oficina 1 Pqt Bs 100 Bs 100
Total: Bs 9.300
El costo total de diseño e implementación, es de 17.576,00 BsF, entrando
dentro de los presupuestos de adquisición por parte de la empresa por lo que la
propuesta del Sistema de Adquisición y Procesamiento de Datos Estadístico para el
Control de Contenido Neto de Grasas y Aceites, CANGL lo considera
económicamente factible y realizable.
3.2.1.3. Modelo Básico del Sistema Propuesto
El modelo básico se presenta a continuación donde la balanza Scout Pro
enviara las mediciones al computador para su posterior análisis estadístico y
determinación de la normalidad del proceso de llenado de los diversos productos que
se manufacturan en planta, el software procesará y almacenara los datos permitiendo
realizar los gráficos de control y generar alertas al operador al encontrar alguna
anomalía estadística en los contenidos de los envases muestreados.
112
Figura. 36. Diagrama en bloque del Modelo Básico propuesto
Figura. 37. Diagrama del modelo básico propuesto mostrando los elemento del
hardware
113
Figura. 38. Diagrama del modelo de Software básico propuesto
Figura. 39. Arquitectura del Software de Aplicación
Fuente: El Autor (2011).
Sistema de Gestión de Base de
Datos MySQL
Módulos Aplicación Procesamiento y Monitoreo (JAVA)
Módulos Aplicación de
Adquisición
Controlador E/S (Drivers Puertos)
Gyovinet 1.3
114
3.3. Diseño en Detalles
Considerando las tecnologías con las cuales operará el sistema, se procede a
diseñar en detalle los elementos del mismo, abarcando sus componentes físicos, y
estructura del software de adquisición y procesamiento.
3.3.1. Listado de Componentes
Se presenta de forma breve los componentes eléctricos, electrónicos y
mecánicos necesarios para llevar a cabo la propuesta del sistema.
Tabla M. Listado de Componentes del Sistema
Item Descripción
1 Computador HP Compaq D220
2 Monitor CRT 20” HP
3 Teclado Alfanumerico HP
4 Ratón Hp
5 Bálanza, Ohaus Scout Pro SP-6001
6 Juego de Interface,Ohaus RS 232
7 Mueble de Computador y Balanza
8 Regulador de Voltaje 120 VAC 1500W
115
3.3.2. Descripción de Planos
3.3.2.1. Plano de Ubicación de Equipos
Se realizaron las modificaciones del plano de ubicación en planta, donde se
determinó que el lugar más idóneo para la ubicación fue en Planta de Grasas,
mientras se proyecta la implementación de otro computador para la Línea de Aceites
Canco, los operadores pueden compartir de forma alternada el sistema. Cabe destacar
que ambas líneas están a 25 pasos de llenadora a llenadora.
Figura. 40. Plano de Ubicación en Planta del Sistema
Fuente: CANGL (2012).
3.3.2.2. Plano de Mueblería
Muestra el diseño de la mesa que servirá como mueblería tanto a la balanza
como al computador, a la balanza se le diseño una cabina para evitar perturbaciones
116
del viento durante la medición, las medidas de base y altura fueron realizadas
tomando en consideración cierto grado de ergonomía para el operador, y las
dimensiones de la balanza Scout Pro, y del computador HP Compaq D220 MT. Será
fabricada en hierro, y pintada en azul marino.
Figura. 41. Mueblería del computador y de la balanza vista isométrica y superior.
3.3.2.3. Plano de Conexión Física
La conexión entre la balanza Scout Pro y el computador se realiza a través de
un conector DB9, donde la conexión es cruzada, y las características de la transmisión
serial son las siguientes:
Protocolo RS-232.
2400 baudios.
Palabra de datos 7 de bits .
117
Sin bit de paridad.
1 bit de parada.
Figura. 42. Conectores DB9 Macho y Hembra
Fuente: iearobotics.com (2011)
Figura. 43. Conexión entre la balanza y el computador
118
3.3.3. Diagrama de Flujo del Software
3.3.3.1. Diagrama de Flujo del Software de Adquisición
El algoritmo consta de simples pasos, los cuales primeramente se declaran las
variables y constantes a utilizar, se intenta inicializar el puerto de comunicaciones, en
caso de afirmativo se procede a configurar la balanza, esta configuración consiste en
solicitarle que todas las mediciones se realicen en gramos, que solo envié valores
estables y desactivar la impresión automática.
Si no se logra configurar la balanza; la aplicación lo detectara al no recibir
respuesta, emanando un mensaje de error al usuario. Posteriormente se espera alguna
medición de la balanza cuando el operador presiona el botón “Print”, se almacena el
valor en la base de datos; si ocurre alguna falla con la conexión del driver JOBDC se
emite un mensaje informando tal situación.
<Adquisición de Datos>
32
1 Si
No
Si
Si
No
SiNo
Esperar
RespuestaBalanza
Configurada?Inicio
Se Guardo
Dato?
Inicializar
Puerto
Mostrar
Aviso
Usuario
Puerto
Inicializado?
Configurar
Balanza
Mostrar
Aviso
Usuario
Mostrar
Aviso
Usuario
Inicializar
Variables
Fín
Esperar
Medición
Iniciar
Guardado
Se recibió
Dato?
No
Figura. 44. Diagrama de Flujo de Aplicación de Adquisición de datos.
119
3.3.3.2. Diagrama de Flujo del Software de Procesamiento
El procesamiento consiste en tomar los datos almacenados por la aplicación
de adquisición (productora) y realizar una serie de operaciones aritméticas como el
cálculo de media y rango, se almacenan los pesos o volúmenes a la base de datos,
para posteriormente con el uso de una librería especializada en trazado de gráficos
dibujarlas en un lienzo para evaluar si la muestra se encuentra dentro de los límites
permisibles. Por otro lado cabe destacar que el programa evalúa si el tipo de llenado
del producto es gravimétrico o volumétrico, si este último es el caso antes de procesar
el dato se realizara la conversión de gramos a volumen.
<Procesamiento Estadístico de Datos>
32
1 Si
NoSi
No
Hay nuevo
Dato?Inicio
Conectar a
Base de
Datos
Conexión
Lista?
Revisar
Tabla Buffer
Inicializar
Variables
No
Extraer y
Convertir
Dato Xi
Si Xi > N?
No
Armar
Vector Datos
Existen Puntos
Fuera de Control?
Esperar
Tiempo de
Muestreo
Mostrar
Mensaje
Error
Fin
Alertar
Usuario
Solicitar
Muestreo
Sí
Guardar
Datos
Gráficar
X y R
Figura. 45. Diagrama de Flujo de Aplicación de Procesamiento Estadístico
3.3.4. Descripción de Las Interfaces Gráficas
El programa de adquisición de datos está inmerso del mismo proyecto que el
programa de procesamiento, sin embargo a nivel de programación son paquetes
independientes.
120
3.3.4.1. Ventana Control de Bienvenida y Control de Acceso
Esta ventana es la primera que emerge al ejecutar la aplicación, permite filtrar
de los usuarios que son operadores de los que son administradores (Supervisores de
Planta), ya que estos últimos poseen privilegios en cuanto al manejo de información
crítica.
Figura. 46. Ventana inicial de bienvenida y control de acceso al sistema
3.3.4.2. Ventana Principal
Está compuesta por una barra de herramientas que posee los botones de
acceso directo a los listados, de Operadores, Productos, y Lotes. Donde el usuario al
presionar uno de ellos despliega una ventana interna que se sitúa sobre el panel de
escritorio que está ubicado en la media derecha. La función principal de esta interfaz
es como servir de un menú maestro para el acceso de todos los listados referentes al
proceso, fue diseñada usando la librería Swing y el “look and feel” llamado
“Synthetica Black eye”.
121
Figura. 47. Ventana Principal del Sistema
3.3.4.3. Ventana Interna Operadores
Permite añadir, editar, borrar, buscar, seleccionar e imprimir información
referente a los operadores. El dialogo de edición admite agregar una fotografía del
operador para su posterior visualización. Esta enlazado con la tabla “operadores” del
servidor de base de datos de MySQL. La función de esta tabla es llevar un registro
controlado de los operadores que realizarán las labores de muestreo e interpretación
de las mediciones de contenido neto de grasas y aceites. Para las labores de consulta y
escritura se utilizó el lenguaje para bases de datos SQL ejecutándose a través del
conector JDBC.
122
Figura. 48. Ventana Operadores, con formulario de ingreso abierto
Presionando el botón editar sobre alguno de los registros mostrados en la tabla
se despliega el dialogo de visualización y edición, donde permite ver los campos del
número de identificación, nombres y apellidos además de una fotografía tipo carnet
del operador. Es un dialogo bastante simple y de aspecto limpio, con el botón en
forma de lupa se puede explorar un directorio para colocar una fotografía.
Figura. 49. Dialogo explorador de imágenes.
123
Figura. 50. Formulario de edición de operador abierto
3.3.4.4. Ventana Interna Productos
Permite añadir, editar, borrar, buscar, seleccionar e imprimir información
referente a los productos. Además calcula automáticamente los límites de control de
promedio y rango introduciendo la media y el rango promedio del proceso ,
donde todos los datos llenados en el formulario se asentaran en la tabla productos del
servidor de base de datos MySQL.
El formulario permite mostrar los datos como código y nombre de producto,
tipo de llenado, el tamaño del subgrupo y los límites de control y especificaciones
determinadas por la gaceta de SENCAMER, el botón Registrar permite confirmar los
cambios y guardar el registro en la base de datos.
124
Figura. 51. Ventana Interna Productos
Figura. 52. Dialogo de edición de productos
125
3.3.4.5. Ventana Interna Lotes
Esta ventana interna almacena los lotes guardados con anterioridad para su
posterior revisión por los supervisores o los entes de calidad que deseen revisar la
gestión de algún lote procesado en el pasado, muestra en el jTable, los campos de:
número de lote, nombre del producto, fecha de inicio y fecha de finalización.
Figura. 53. Ventana Interna Lotes.
La próxima ventana permite realizar los muestreos desde la balanza, y
almacenar los pesos asociándolos a un número de lote de producto, además que
realiza las funciones de alerta, graficación, los cálculos estadísticos de media, rango,
capacidad del proceso, graficación de la función de distribución proceso versus la
función de distribución objetivo (asumiendo normalidad), del mismo modo traza el
histograma de los datos colectados. Posee un cronometro regresivo y un botón de
126
arranque/ pausa y detención, para que los operadores puedan retirarse a descanso o
relevo sin perder la cuenta regresiva.
Figura. 54. Dialogo de Nuevo Lote Panel Principal.
Figura. 55. Dialogo de Nuevo Lote, Panel Monitor.
127
Figura. 56. Dialogo de Nuevo Lote, Panel Tablas.
Figura. 57. Dialogo de Nuevo Lote, Panel Resultados.
128
3.3.4.6. Ventana Configurar
Esta ventana es la encargada de realizar la configuración con el servidor de
base de datos MySQL, además con la balanza Ohaus Scout Pro, permite crear y
probar la conexión con el servidor de datos además de configurar la balanza.
Además a través de la interfaz se puede monitorear los datos recibidos del
instrumento. Los campos a configurar son:
DSN o IP del servidor.
Numero de puerto de acceso.
Nombre de usuario.
Contraseña de acceso.
Nombre del puerto serie en el PC, (COM1, COM2…).
Velocidad de Transmisión. (2400/4800/9600 Baudios).
Figura. 58. Ventana de Configurar, panel Servidor MySQL.
129
Figura. 59. Ventana de Configurar, panel Balanza.
3.3.4.7. Ventana Usuarios
La ventana usuarios proporciona la gestión de los registros de las personas que
pueden ingresar al sistema, solo puede ser abierta por un administrador de sistema, y
clasifica a los usuarios por Administradores y operadores.
Figura. 60. Ventana Administración de Usuarios.
130
Figura. 61. Ventana Agregar un nuevo usuario.
3.3.4.8. Ventana Acerca de
Permite observar el nombre y datos del desarrollador versión del programa y
fecha de lanzamiento. Tiene una finalidad de índole informativa acerca del origen del
programa.
Figura. 62. Ventana Acerca de.
CAPITULO IV
IMPLEMENTACIÓN
En la implementación del proyecto se realizó la instalación del sistema de
adquisición y procesamiento de datos para establecer un control estadístico de
contenido neto en la línea de envases menores de planta de grasa y la línea de aceite
canco. Para ello se utilizó un computador HP D220, y una balanza Ohaus Scout Pro
SP 6001. Es de importancia hacer saber que la implementación de este proyecto
aligerará en medida la labor ejercida por los operadores en cuanto al monitoreo de la
calidad de envasado de los productos de la Compañía Anónima Nacional de Grasas y
Lubricantes, filial de Industrias Venoco.
4.1. Fabricación
A razón que la mayoría de los elementos físicos que conforman el sistema, ya
vienen ensamblados, sirviendo el autor como elemento integrador del mismo, se
presenta el desarrollo de la estructura física de mueblería que albergará al sistema,
donde fue fabricada en las instalaciones del taller de soldadura, pertenecientes al
departamento de Servicios Generales de STAVCA donde los costos de este servicio
es facturado a CANGL a través de un sistema de compra interno que poseen ambas
compañías.
Con la estructura física finalizada, se puede proceder a desarrollas la fase de
configuración para la puesta en marcha.
138
Figura. 63. Mueblería en Fabricación
Fuente: Taller de Soldadura Servicios Generales STAVCA (2011).
4.1.1. Configuración de la Conexión con la Balanza Scout Pro
La interfaz de adquisición de datos es fácilmente configurable, consultando el
manual de usuario, se obtuvo los parámetros necesarios; por defecto de la Scout Pro
la configuración de comunicación serial bajo protocolo RS232 es de 2400 baudios,
sin bit de paridad, 1 bit de parada y palabra de datos de 7 bits. Sin embargo el autor
solo considero modificable la velocidad y el nombre del puerto serie del computador
en caso de contar con múltiples puertos. Presionando la lista desplegable se puede
cambiar la selección del número puerto disponible del computador para realizar la
comunicación y la velocidad de transmisión, por lo general, el puerto físico de los
computadores es COM1 y la velocidad por defecto de comunicación con la balanza
Scout Pro es de 2400 baudios. Con el botón de “Sincronizar” permite realizar
una llamada a una subrutina de envíos de comandos hacia la Scout Pro, los cuales
139
configuran y dialogan con ella para conocer su estado de conexión, dentro de las
configuraciones que se realiza, la más importantes es el borrado de la configuración
anterior, y colocación de la unidad de medición de masa en gramos.
En caso de que no exista comunicación se debe comprobar que la balanza este
encendida y que el cable de comunicaciones se encuentre en buen estado, si aún los
problemas de comunicación persisten, se deben verificar la correcta selección del
puerto “COM” y la velocidad de transmisión.
Figura. 64. Dialogo de Configuración de la Balanza Scout Pro
4.1.2. Configuración de la Conexión con el Servidor de MySQL
Para configurar el servidor es bastante sencillo solo es requerido tipiar el
nombre del perfil de la conexión con el que se desee guardar, puede tener cualquier
nombre que el usuario escoja, luego el nombre del Nombre de Origen de Datos o en
140
ingles Data Source Name (DSN), en el caso que la instalación del servidor sea local
se coloca “localhost”, en caso contrario la dirección IP, separada por puntos.
El número del puerto es seleccionado a través del “Spinner”, y es
suministrado por el administrador de sistema que realizo la instalación del servidor.
El nombre de súper usuario “root” es colocado en el campo correspondiente y la
contraseña para el acceso. Es importante resaltar que para realizar un enlace remoto
con la base de datos, el servidor debe poseer el puerto liberado o abierto con la
configuración del Firewall para que se logre la conexión exitosamente.
Figura. 65. Configuración de Conexión con el servidor de base de datos MySQL
Para verificar la conexión con el servidor se puede presionar el botón “Probar
Conexión”, esta acción desplegara un dialogo informativo en caso de éxito o de error
en caso de falla ya sea por mala configuración o fallas en la red de comunicaciones a
través del protocolo UDP.
141
Figura. 66. Dialogo de Configuración del Servidor mostrando éxito en la prueba de
conexión con el Servidor MySQL.
4.2. Programación
Para realizar la programación del Sistema de Adquisición y Procesamiento
Estadístico, se realizó bajo el lenguaje de programación Java, dentro del entorno de
desarrollo integrado Netbeans IDE.
Java es un lenguaje orientado a objetos que posee una curva de aprendizaje
muy rápida, es robusto ya que ofrece comprobaciones en compilación y en tiempo de
ejecución, fue diseñado para crear aplicaciones altamente fiables. Además de ser
Software Libre, pudiendo distribuir libremente los proyectos realizados bajo este
lenguaje, posee alta documentación en línea por parte de Oracle.
142
El programa fue bautizado con el nombre de Sistema de Control Estadístico
de Contenido (SCEC) en él se engloban todas las funciones de adquisición y
procesamiento requeridas, consta de 6 paquetes y 33 Clases, algunas de ellas parte del
código es redactadas por el asistente del Netbeans. A continuación se presenta listado
de los paquetes y las clases redactadas/modificadas por el autor.
4.2.1. Paquetes
Los paquetes diseñados almacenan las clases que poseen las funciones
definidas para tal fin, se muestra de forma secuencial cada uno de los diagramas de
clase asociados a los paquetes.
Usuarios
InterfazSerial Operadores
Lotes
Productos
SCEC
Figura. 67. Paquetes de la Aplicación SCEC
Los paquetes son una forma fácil y eficaz de almacenar y diferenciar los
diversos módulos del software, permitiendo aislación y detección oportuna de los
potenciales errores en la fase de depuración ya que permite encapsular las diversas
clases de acuerdo a su función dentro del programa. A continuación se representan
los paquetes y las clases desarrolladas y almacenadas dentro de ellos.
143
scec
+showAboutBox()
scec::SCEC.VIEW
+error()
+excepción()
+pregunta() : bool
+solicitud()
+warning()
scec::Advertencia
+leer()
+guardo() : bool
scec::Archivos
+cursiva() : string
+eHTML() : string
+fuente() : string
+negrita() : string
+negritaCursiva() : string
scec::ConvertidorHTML
+closeAboutBox()
scp::SCECAboutBox
+configurarTema()
+configureWindows()
+getAplication()
+main()
+startup()
scec::SCP.App
+Check_Empty_PassWord() : bool
+Check_Empty() : bool
+Validate_Buttons() : bool
+Validate_Email() : bool
+Validate_jComboBox() : bool
+Validate_Number() : bool
+Validate_Text() : bool
scec::Validator
+cargar_configuracion() : bool
+Conectar()
+Desconectar()
+retornar()
-seleccion : string
-puerto : string
-servidor : string
-usuario : string
scec::Conectate
+encriptar() : string
+desencriptar() : string
scec::Encriptador
+configurarTabla()
scec:MiTabla
Figura. 68. Paquete SCEC y clases contenidas
Lotes
+isCellEditable(int rowIndex,int columnIndex)() : bool
Lotes::MiModeloTablaL
+sort()
+print()
+size() : int
+swap(int i,int j)()
+compare(int i, int j)()
Lotes::Sorter
+createDemoPanel()
Lotes::CombinedXYPlot
+createChart()
+createDataset()
+damePanel()
Lotes::GraficasDistribucionesNormales
+UpdateTable()
Lotes::Panel_Lotes
+guardarLote()
+cargarLote()
+borrarLote()
Lotes::TransferenciaL
+evaluarMuestraPromedioRango() : bool
Lotes::AlarmaEstadistico
+createDataset()
+createChartHistogram()
Lotes:Histograma
Figura. 69. Paquete Lotes y clases contenidas
144
Operadores
+getImage()()
+procesarImagen()
+setImage()
+toBufferedImage()
+toImage()
Operadores::GestionaImagen
+runReporte()
Operadores::ReporteOperadores
+abrir()
+guardar()
Operadores::Dialogo
+isCellEditable(int rowIndex, int columnIndex)()
Operadores::MiModeloTablaO
+UpdateTable()
Operadores::Panel_Lotes
+updateTabla() ()
Operadores::PanelOperadores
+copy()
+copyDirectory()
Operadores::Copy
Figura. 70. Paquete Operadores y clases contenidas
Productos
+ updateTable()
Productos::Panel_Productos
+calculaCalProceso()
+calculaDesviacion()
+calculaLimitesCont()
+calculalimEsp()
+calcularPromedio()
+calcularRango()
+cargarValores()
Productos::CalculadorEstadistico
+borrar()
+busqueda()
+getDatos()
+registrar()
Productos::TransferenciaP
+isCellEditable(int rowIndex, int columnIndex)()
Productos::MiModeloTabla
Figura. 71. Paquete Productos y clases contenidas
145
InterfazSerial
+cerrarPuerto()
+conectarBalanza()
+configurarBalanza()
+interrogarBalanza() : string
+leerPeso() : string
-mySP : Com
InterfazSerial::PuertoCom
+truncarTabla()
+guardarPesada() : bool
InterfazSerial::Transferencia
Figura. 72. Paquete InterfazSerial y clases contenidas
Usuarios
+actualizarTablaUsuarios()
+agregarUsuarios()
+borrarRegistro()
+validarUsuario() : string
-mySP : Com
Usuarios::TransferenciaU
Figura. 73. Paquete usuario y clase TransferenciaU
4.2.2. Clases Implementadas
Advertencia: Esta clase genera dialogos emergentes de advertencia,
excepciones, de información y de notificacion de errores. (Perez M. (2009)).
146
AlarmaEstadistica: Realiza las evaluaciones de las muestras obtenidas con
respecto a los limites de control y arroja alarmas cuando existen situaciones
fuera de control estadistico.
Archivos : Es un manejador de archivos, utilizado para guardar los archivos
de configuracion del Sistema. (Perez M. (2009)).
CalculadorEstadistico: Es una clase que calcula los limites de control de
promedio y rango, desviacion estantar y capacidad del proceso.
CombinedXYPlot: Realiza el dibujado de los puntos sobre los graficos de
control de promedio y rango. Esta clase implementa la librería JFreeChart.
Conectate: Genera el objeto tipo conector con el servidor de base de datos de
MySQL.
ConvertidorHTML: Permite añadir código html a un String para mejorar la
visualización en componentes swing. (Perez M. (2009)).
Copy: Posee metodos que copian archivos de un directorio a otro.
Dialogo: Genera un Dialogo buscador de archivos. (Perez M. (2009)).
Encriptador: Encripta y desencripta texto.
GestionaImagen: Permita garantizar una correcta carga de una imagen
proveniente de un archivo.
GraficasDistribucionesNormales: retorna un panel con las graficas de
distribución a introducir las medias, desviaciónes estandar y los limites de
especificación.
Histogram: Realiza el dibujo de un histograma para posterior interpretación.
ImagePreview : Es una clase accesorio de jFileChooser y se adiciona a este
para generar una vista previa de una imagen.
MiModeloTablaL: Es una clase que configura el modelo de tabla del paquete
lotes.
MiModeloTablaO: Define el modelo de tabla de la ventana interna
Operadores.
147
MiModeloTablaP: Define el modelo de tabla de la ventana interna
Productos.
MiTabla: Es una clase que configura el ancho de las columas y centrado del
contenido que estas poseen.
Panel_Lotes: Es el panel que contiene el jInternalFrame donde se almacen los
lotes.
Panel_Operadores: Es el panel que contiene el jInternalFrame donde se
almacenan los datos de los operadores.
Panel_Productos: Es el panel que contiene el jInternalFrama donde se
visualiza los datos de los productos.
PuertoCom: Esta es la clase que realiza la adquisición de datos, cabe
destacar que posee metodos para interrogar, configurar y recibir información
de la balanza.
ReporteOperadores: Es una clase que genera un reporte de los operadores,
esta basada en el uso de la libreria JasperReport.
ReporteLotes: Gestiona la creación de un reporte del lote.
SCECAboutBox: Es la clase que almacena la ventana de la ventana de
“Acerca de”.
SCECApp: Es la clase raiz o principal del Proyecto.
SCECView: Es el panel de la ventana principal del programa, posee varios
metodo para acceder y abrir a otros paneles.
Sorter: Es una clase que ordena arreglos tipo Double de forma ascendete,
implementa el metodo de ordenamiento de la burbuja, indispensable para
calcular el rango de las muestras.
Transferencia: Es la clase que guarda las capturas de la balanza hacia la
base de datos de MySQL.
TransferenciaL: Es la clase que guarda y consulta información de las tablas
que contienen información referente a los lotes.
148
TransferenciaO: Es la clase que guarda y consulta información de la tabla
Operadores.
TransferenciaP: Es la clase que guarda y consulta información de la tabla de
los Productos.
TransferenciaU: Es la clase que guarda y consulta información de la tabla de
Usuarios que usan el sistema.
Validator: Es una clase que valida el contenido introducido en un campo de
algun formulario y generar las alertas pertienentes al usuario.
4.3. Interfaces Gráficas
Para la creación de las Interfaces Gráficas de usuario se empleó Netbeans
IDE, donde a continuación se presenta una introducción acerca de las potencialidades
que posee esta plataforma para el desarrollo de aplicaciones con ventanas y
componentes modelados como objetos bajo lenguaje Java.
La Plataforma NetBeans es una base modular y extensible usada como una
estructura de integración para crear aplicaciones de escritorio grandes. La plataforma
ofrece servicios comunes a las aplicaciones de escritorio, permitiéndole al
desarrollador enfocarse en la lógica específica de su aplicación. Entre las
características de la plataforma están:
Administración de las interfaces de usuario (ej. menús y barras de
herramientas).
Administración de las configuraciones del usuario.
Administración del almacenamiento (guardando y cargando cualquier tipo de
dato).
Administración de ventanas.
Framework basado en asistentes (diálogos pasos a paso).
149
(Wikipedia.org (2012)).
Se muestran capturas durante el diseño de las interfaces gráficas, donde
básicamente el programador desea realizar una interfaz gráfica de un aspecto limpio,
amigable y sencillo, para que el usuario pueda realizar las operaciones de forma
rápida, y sin muchos inconvenientes al momento de la adquisición de datos y
monitoreo del proceso.
La interfaz Gráfica de adquisición de datos está compuesta por una ventana
basada en Swing, donde se registran los pesos obtenidos desde la balanza en un
jTable, con los campos, numero de muestra, hora de captura, y magnitud de la pesada,
esta ventana posee un botón para probar la conexión con la balanza. Para ello se
implementó un método llamado “configurarBalanza” el cual dialogo con la misma
permitiendo conocer si está conectada al puerto serie.
Figura. 74. Desarrollo de la Interfaz de Configuración y Adquisición de datos en
Netbeans IDE 7.01
150
Figura. 75. Diseñando la ventana de bienvenida al sistema en Netbeans IDE 7.0.1
Figura. 76. Interfaz del Monitoreo Estadístico en Netbeans IDE 7.0.1
151
Figura. 77. Añadiendo un evento a un boton en Netbeans IDE 7.0.1
Figura. 78. Codigo del Panel Lotes en Netbeans IDE 7.0.1
152
4.4. Montaje y Conexión
La implementación se realizó en unos breves minutos, y consistió en instalar el
computador en la línea de envases menores de planta de grasa, por otro lado se
solicitó con anterioridad la instalación de una toma de electricidad de 120 voltios
alternos, que suplirá la alimentación del computador como del instrumento. La carga
del software se realizó copiando los archivos en el disco duro del computador, ya
previamente el departamento de informática se dedicó a la instalación del entorno
virtual de Java y del servidor MySQL, solo fue necesario restaurar las tablas mediante
el uso de una herramienta del servidor llamada “MySQL Query Browser” y ya el
sistema está en capacidad de operar.
Figura. 79. Sistema instalado en La Línea de Envases Menores de Grasas de CANGL
153
4.5. Puesta En Marcha
Para la evaluación del prototipo del Sistema de Adquisición y Procesamiento
Estadístico se realizaron unas pruebas para la correcta validación del sistema, para
ello se implementaron las siguientes tipos de pruebas:
4.5.1. Prueba Estructural
Se propone la prueba planteado un caso hipotético de cálculo de los límites de
control, para proponer una media de proceso de 453 gramos y un rango promedio de
5.9 gramos donde estos valores fueron determinados de forma experimental a través
de un muestreo. Entonces las entradas del sistema son las siguientes:
Tabla N. Tabla de Valores de Entrada para la Prueba Estructural
X
(g)
R
(g)
453 5.9
Como resultado se esperan las siguientes salidas que arroje el sistema:
Tabla O. Tabla de Valores de Salidas Esperados
LSCX
(ml)
LICX
(ml)
LSCR
(ml)
LICR
(ml)
457.3011 448.6989 13.4638 0
Para realizar la prueba se presionó en botón de nuevo producto en la ventana
interna del panel de productos y se colocaron los datos: código del producto, nombre,
tipo de envase, tipo de llenado, la densidad no se modificó ya que esta magnitud solo
es útil en caso de que el llenado sea volumétrico, y finalmente se introdujo los valores
154
de promedio (X) y rango (R), donde el programa rellena automáticamente los campos
de límites que se encuentran en el panel “Parámetros de control”
Figura. 80. Dialogo de Ingreso de Nuevo Producto Resaltando los resultados.
Se comprobó que los límites de control que muestra la interfaz del programa
son lo iguales a los planteados en el caso manual Por lo que esta prueba estructural se
considera aprobada.
155
4.5.2. Pruebas Basadas en Requerimientos
Esta prueba consiste en generar un gráfico de control de promedio y rango del
producto grasa Venlicom ARP 6. Para ello se abrió el panel de lotes y se abrió un
nuevo grafico de control, configurando el número de lote, el nombre del producto
introducido, el nombre del operador a través de una lista desplegable, el intervalo de
muestreo deseado y el turno de trabajo al que se está realizando este monitoreo.
Figura. 81. Dialogo Configurar Nuevo lote.
Se abrirá el próximo dialogo donde se aprecian los datos de producto operador
parámetros de control y especificación, además se muestra un gráfico de
distribuciones donde se compara la distribución objetivo (línea roja) y la distribución
aproximada del proceso (línea azul), este contraste permite determinar si el proceso
será capaz de envasar productos dentro de especificaciones incluso ante de inicial los
muestreos.
156
Figura. 82. Dialogo Nuevo Lote en pestaña de panel principal
Ahora es necesario presionar el botón para iniciar la adquisición de
datos, al realizarlo el sistema empieza a solicitar muestras y empieza el conteo
regresivo indicando el tiempo restante para el próximo muestreo.
Figura. 83. Dialogo de Ingreso de Nuevo Producto Resaltando los resultados.
La siguiente prueba es verificar si el sistema realiza la adquisición de datos, se
procede a utilizar la balanza conectara para verificar la situación. Primeramente la
balanza es calibrada poniéndola a cero colocando un envase vacío, ya que el interés
157
está en conocer el contenido neto del envase (Figura 75) completado eso se pesa el
envase con producto (Figura 76).
Figura. 84. Scout Pro colocada a “0”
Figura. 85. Midiendo el contenido de un envase de Grasa Venlicom ARP.
Para enviar el dato del peso al computador se presiona el botón “Print de la
Scout Pro”.
158
Figura. 86. Enviando el dato hacia el computador.
La aplicación del computador detecta la medición enviada y muestra el
siguiente dialogo de confirmación
Figura. 87. Dialogo interrogatorio de confirmación de medición.
Al presionar “Si” se traslada el valor a la tabla de datos, donde el programa
queda a la espera de la recepción del próximo dato, los datos almacenados permiten
obtener a largo plazo un histórico fiable del proceso cumpliendo así los
requerimientos del inicio del proyecto.
159
Figura. 88. Tabla de datos visualizando el peso adquirido.
Además mediante la interfaz de adquisición se puede visualizar la medición
enviada ya que la tabla almacena el histórico de todas las capturas recibidas, y son
guardadas en la base de datos para evitar pérdidas de información por fallas de
energía.
Figura. 89. Dialogo de la ventana de adquisición de datos
Al hacer el mismo procedimiento tres veces más podemos visualizar el
promedio y rango del subgrupo muestreado.
160
Figura. 90. Tabla de datos y dentro de ella el promedio y rango.
Posteriormente se gráfica automáticamente los puntos de promedio y rango en
su gráfico del panel correspondiente como puede verse en la figura 82, donde en este
ejemplo el punto está dentro de la zona permisible incluso muy cercano a la media del
proceso del gráfico de control de promedio (lina azul).
Figura. 91. Gráfico de control X-R con un 1 punto graficado
Realizando varios muestreos se obtiene los gráficos de control con la
presentación de Composite de la grasa Venlicom ARP, de 453 gramos.
161
Figura. 92. Gráfico de Control X-R con muestras dentro de la zona permisible de 3σ.
Figura. 93. Tabla de datos del gráfico de control
162
Figura. 94. Panel Nuevo Lote Pestaña Histograma
Figura. 95. Dialogo Impresión de Reporte
Ahora se plantea un caso hipotético, se pesaron 4 veces, un mismo envase que
estaba con sobre peso (459 gramos), y se obtuvo la siguiente alarma.
163
Figura. 96. Dialogo de Advertencia indicando una situación fuera de control.
Mostrando el grafico de control se observa el punto fuera del límite superior de
promedio (línea roja por encima de la línea verde) ver Figura 88.
Figura. 97. Gráfico de Control con un punto fuera de la zona permisible.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. Conclusiones
El desarrollo de un Sistema de Adquisición de Datos para Establecer un
Control Estadístico de Contenido Neto en las Líneas de Producción de Planta de
Grasas y Aceites de CANGL permitió obtener las siguientes conclusiones relevantes:
El Control Estadístico de Procesos aplicado de forma manual en CANGL para
detectar desviaciones en el llenado de los productos, no cubría las necesidades de los
entes de certificación de calidad por permitir el riesgo de despacho de producto no
conforme al mercado. El muestreo piloto dio a conocer la capacidad del proceso de
llenado en planta de grasas y aceites, demostrando así que los equipos surtidores de
producto son capaces de cumplir con las exigencias de la ley en cuanto a tolerancias
de llenado.
Los fundamentos teóricos más adecuados para establecer Control Estadístico de
Procesos en el envasado de grasas y aceites de CANGL son los gráficos de control de
Shewhart por variables del tipo promedio y rango. Donde los límites de control de
cada gráfico fueron calculados para cumplir los contenidos netos nominales u
objetivos declarados en la etiqueta de cada producto y de la capacidad del proceso de
envasado.
Los requerimientos de adquisición y procesamiento para el control estadístico
de envasado, describen de forma detallada las necesidades de los usuarios tanto como
de los operadores, supervisores y de las condiciones de operación de CANGL además
se enmarcan en los limitantes organizaciones de Industrias Venoco que garantizan
compatibilidad con sus sistemas informáticos.
165
Durante el diseño se concluyó que las balanzas electrónicas son capaces de
desempeñar funciones como un transmisor de instrumentación para la determinación
del contenido neto de los envases, además que algunos fabricantes permiten la
incorporación de módulos de comunicación que son indispensables para la captación
de datos hacia una estación de trabajo como lo es un computador personal. El
lenguaje de programación Java, superó las expectativas en cuanto a rendimiento y
flexibilidad para llevar a cabo el software del sistema de adquisición de datos y
procesamiento estadístico; gracias a el soporte que posee en cuanto a librerías
especializadas y herramientas de desarrollo facilitando en gran medida el
cumplimiento a plenitud de los requerimientos de CANGL. El gestor de bases de
datos MySQL, se desempeñó como una plataforma muy estable, robusta, rápida, y
con mucha capacidad de expansión durante la ejecución de este proyecto; el autor la
promueve como una de las mejoras soluciones de base de datos para la pequeña y
mediana empresa que impulsen el software de código abierto.
Los resultados obtenidos durante la validación del proyecto evidencian el
cumplimiento del objetivo principal, el cual mediante un sistema de adquisición y
procesamiento estadístico para el control de contenido neto solventar en gran parte la
problemática anteriormente acaecida en CANGL al formar la base para el control
estadístico, al acelerar los muestreos, simplificar la interpretación de los datos y
generar un reporte en físico que servirá de histórico demostrando así ante los
auditores la gestión de control de calidad utilizando herramientas tecnológicas.
Además se redactó y entrego al personal de CANGL el manual de usuario que
permitirá al personal consultarlo en el futuro para reforzar y fomentar el buen uso del
sistema.
El prototipo desarrollado es adaptable a cualquier industria que realice envasados
volumétricos y gravimétricos por lo cual se considera que este desarrollo es una
166
fuente ingresos ya que es un producto novedoso a nivel nacional dejando abierta la
puerta de un mercado industrial necesitado de este sistema.
5.2. Recomendaciones
5.2.1. A la empresa
Expandir el uso del Sistema de Adquisición y Procesamiento Estadístico de
Contenido Neto en otras líneas de producción.
Redactar mejoras para el sistema, y evaluar una versión siguiente
repotenciada.
Realizar talleres o charlas a universidades públicas y privadas, con la finalidad
de dar más a o conocer los procesos de producción de Industrias Venoco, y
escuchar soluciones potenciales por parte de los estudiantes avanzados en
carrera de las diversas carreas tecnologicas.
Migrar sus sistemas informáticos a plataformas de código abierto, ya que estas
últimas son de menor costo y en promedio de mejor rendimiento que a
algunas soluciones de software propietario.
5.2.2. A la Universidad
Involucrar más al estudiante en proceso de formación el ambiente industrial, y
plantear estudios de casos referentes a problemas de planta en las asignaturas
que sean permisibles (control de procesos, control de motores, electrónica
industrial, automatización).
167
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Trabajos de Grado de Especizalización y Maestría y Tesis Doctorales.
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http://es.wikipedia.org/wiki/Muestreo_en_estad%C3%ADstica
Wikipedia.org. (19 de Febrero de 2012). Wikipedia.org. Recuperado el 25 de
Febrero de 2012, de
http://es.wikipedia.org/wiki/Estimaci%C3%B3n_estad%C3%ADstica
WikiRobotics. (2011). iearobotics.com. Obtenido de iearobotics.com:
iearobotics.com
171
LISTA DE SIMBOLOS Y ABREVIATURAS
σ: Desviación estándar.
Zα/2: Valor crítico.
µ: Media de la distribución.
: Valor medio del proceso.
: Valor promedio del rango del proceso.
ADC: Convertidor analógico digital.
ARL: Longitud promedio de la corrida.
CEP: Control estadístico de procesos.
Cp: Capacidad del proceso.
Cn: Contenido neto declarado.
LSCX: Límite superior de control de promedio.
LICX: Límite Inferior de control de promedio.
LSCR: Límite superior de control de rango.
LICR: Límite inferior de control de rango.
LSE: Límite superior de especificación
N: cantidad de Muestras o longitud del subgrupo.
P: Capacidad del proceso expresada en porcentaje.
PC: Computador personal.
RS: Estándar recomendado.
SAD: Sistema de adquisición de datos.
SCEC: Sistema de control estadístico de contenido.
SQL: Structured Query Language.
S &H: Muestreo y retención.
Tu: Tolerancia unitaria.
172
ANEXOS
LISTA DE ANEXOS
A. Guía Rápida SCEC.
B. Reporte de Gráfico de Control.
C. Listado de Equipos Instrumentos y Componentes de Campo Línea Acuosos
Adinoven.
D. Planos Mesa Proyecto Control de Peso.
E. Portada Manual Balanza Ohaus Scout Pro.
F. Manual Juego de Interface RS232.
G. Especificaciones Ohaus Scout Pro.
H. Extracto Norma Covenin 3140:1995.
I. Gaceta Oficial 32 504.
J. Plan de Actividades.
K. Carta de Aceptación de Proyecto de Pasantías.
L. Carta de Cancelación de Proyecto Control Remoto Grúa Móvil.
M. Instructivo para el manejo del Sistema de Pesaje de Pailas.
GUÍA RAPIDA
SISTEMA DE CONTROL
ESTADISTICO DE CONTENIDO
SCEC
Edgar José García L
Guacara 2012
CONTENIDO
GUÍA RAPIDA .......................................................................................................... 1
SISTEMA DE CONTROL .......................................................................................... 1
ESTADISTICO DE CONTENIDO .............................................................................. 1
CONTENIDO ............................................................................................................ 2
1. PRESENTACIÓN .............................................................................................. 3
1.1. Requisitos Mínimos del Sistema ................................................................ 3
2. INSTRUCCIONES DE USO .............................................................................. 4
2.1. Ingreso al Sistema ...................................................................................... 4
2.2. Panel Productos ......................................................................................... 5
2.3. Panel Operadores ...................................................................................... 6
2.4. Panel Lotes ................................................................................................ 8
2.5. Ventana usuarios ...................................................................................... 12
1. PRESENTACIÓN
El Sistema de Control Estadístico de contenido es un Software diseñado
para brindar soporte al momento aplicar control estadístico de procesos.
Específicamente cartas de control por variables para líneas de producción de
envasados gravimétricos o volumétricos. Capaz de realizar adquisición y
procesamiento de datos en tiempo real para que el operador esté al tanto y tome
acciones cuando la variabilidad del proceso este fuera de los márgenes permitidos.
1.1. Requisitos Mínimos del Sistema
Sistema Operativo Linux Ubuntu 8.1,Microsoft Windows XP,Windows Vista,
o Windows 7 de 32 bits.
Procesador X86 Intel o AMD, 800 Mhz o superior, con 256MB disponibles
de memoria RAM física.
Unidad de CD ROM.
Super VGA (1024 x 768) o de mayor resolución con 65536 colores (16 bits).
Ratón o dispositivo señalador compatible.
Al menos 20 Gb de memoria del dispositivo de almacenamiento principal.
Puerto de comunicaciones serial de conector tipo DB9.
Java Versión 31 o posterior.
Servidor MySQL 5.5 o posterior.
Balanza Ohaus Scout Pro
Los requisitos de sistema son los mínimos exigidos para garantizar el correcto
funcionamiento del programa.
2. INSTRUCCIONES DE USO
2.1. Ingreso al Sistema
Para ingresar al programa teclee su nombre y contraseña de usuario, si desconoce
tales datos consúltelos con su administrador de sistema.
Figura. 1.
Conociendo la ventana principal
Desde aquí podrá a acceder rápidamente a:
Productos.
Operadores.
Configuración.
Lotes.
Usuarios.
Figura. 2.
2.2. Panel Productos
Para acceder a este panel solo debe hacer click en donde se
desplegara una ventana interna, donde podrá visualizar los productos
registrados, mediante las opciones de la barra de herramientas podrá,
agregar, editar, borrar, actualizar la tabla, imprimir y copiar en el portapapeles
el código de los productos que desee.
Figura. 3.
2.3. Panel Operadores
Puede acceder a este listado a través del icono , desde el menú
principal, puede agregar operadores con sus nombres completos y ficha de
identificación, además podrá, editar, borrar buscar e imprimir un listado de los
operadores activos. Incluso puede hasta agregar una fotografía de
identificación.
Figura. 4.
Figura. 5.
2.4. Panel Lotes
Haciendo click en el icono de la caja en el menú principal o desde el
árbol de exploración que se encuentra en la parte superior izquierda de la
ventana principal puede acceder al panel lotes, donde podrá crear nuevas
jornadas de muestreo y graficación para echar a andar las cartas de control
de promedio y rango.
Figura. 6.
Al hacer click sobre el botón de play se activara la cuenta regresiva del
cronometro ubicado en la parte inferior izquierda, permientiendo llevar el
tiempo remanente para realizar un muestreo desde la balanza o de forma
manual.
Figura. 7.
Como se muestra en la figura se realiza una, medición con la balanza
Scout Pro, para ello solo es necesario esperar la indicación del programa
realizar la pesada esperar 3 segundos y presionar el botón Print, repetir el
proceso tantas muestras solicite el programa y se almacenaran los datos en
el computador.
Figura. 8.
Se pueden generar las gráficas de control que permitirán dar a
conocer al operador situaciones fuera de control cuando existan puntos fuera
de los límites inferior o superior.
Figura. 9.
Los datos se almacenaran en una tabla que podrá ser visualizada por
el usuario, para vigilar de cerca los registros capturados. Del mismo modo el
operador puede revisar el histograma generado.
Figura. 10.
Para realizar una impresión se debe presionar el botón Imprimir del
panel que está en la parte inferior izquierda del dialogo. Haciendo esto se
desplegara el visor del reporte que se desea imprimir.
2.5. Ventana usuarios
Esta ventana permite administrados los registros de los usuarios que
pueden ingresar al SCEC, solo puede ser abierta por un usuario
administrador.
INDUSTRIAS VENOCO C.ADIVISION GERENCIA DE LUBRICANTES
COMPAÑIA ANONIMA NACIONAL DE GRASA Y LUBRICANTESC.A.N.G.L
No. Lote:
Codigo:
Producto:
123
AV28299
Grasa Venlicom AR EP (CT)
Primero
Operador: Edgar García
Turno:
Llenado: Gravimétrico
LSE: 408.91
µ: 397.0
385.09LIE:
LICX: 392.637
396.938
401.239
X:
LSCX:
Limites Establecidos
Parametros de Estudio
REPORTE DE GRÁFICO DE CONTROL
5.9
13.4638
0.0LICR:
LSCR:
R:
393.25Min:
R:
Resultados
396.9375
Máx:
N Validos:
399.75
N:
20
5.9
20
X:
P:
: 2.8654687
Distribución
Gráfico de Control
Histograma
F. Inicio: 12/03/2012
F.Corte: 12/03/2012
g
g
g
g
g
g
g
g
g
g
g
g
g
g
72.17803 %
Pagina 1 de 2
DETALLE DE LAS OBSERVACIONES
Pagina 2 de 2
ADINOVEN CA.
ACUOSOS LLENADORA ELF
INDICE CODIGO DESCRIPCION TIPO OBSERVACION
135CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE, MARCA:
GLOFA, MODELO: G7M-DR60VELÉCTRICO EN TABLERO DE MANDO LLENADORA
136INTERFAZ HOMBRE MAQUINA (HMI), MARCA
WEINTEK LABSELÉCTRICO EN TABLERO DE MANDO LLENADORA
134INTERRUPTOR AUTOMATICO TERMOMAGNETICO,
MARCA SCHNEIDERELÉCTRICO EN TABLERO DE MANDO LLENADORA
140MOTOR TRIFÁSICO MARCA: BALDOR, MODELO:
M3343, V: 208-230/460V, I: 3-2.8,1.4 AELÉCTRICO MOTOR LLENADORA 1
140MOTOR TRIFÁSICO MARCA: BALDOR, MODELO:
M3343, V: 208-230/460V, I: 3-2.8,1.4 AELÉCTRICO MOTOR LLENADORA 2
140MOTOR TRIFÁSICO MARCA: BALDOR, MODELO:
M3343, V: 208-230/460V, I: 3-2.8,1.4 AELÉCTRICO MOTOR LLENADORA 3
140MOTOR TRIFÁSICO MARCA: BALDOR, MODELO:
M3343, V: 208-230/460V, I: 3-2.8,1.4 AELÉCTRICO MOTOR LLENADORA 4
140MOTOR TRIFÁSICO MARCA: BALDOR, MODELO:
M3343, V: 208-230/460V, I: 3-2.8,1.4 AELÉCTRICO MOTOR LLENADORA 5
140MOTOR TRIFÁSICO MARCA: BALDOR, MODELO:
M3343, V: 208-230/460V, I: 3-2.8,1.4 AELÉCTRICO MOTOR LLENADORA 6
140MOTOR TRIFÁSICO MARCA: BALDOR, MODELO:
M3343, V: 208-230/460V, I: 3-2.8,1.4 AELÉCTRICO MOTOR LLENADORA 7
140MOTOR TRIFÁSICO MARCA: BALDOR, MODELO:
M3343, V: 208-230/460V, I: 3-2.8,1.4 AELÉCTRICO MOTOR LLENADORA 8
140MOTOR TRIFÁSICO MARCA: BALDOR, MODELO:
M3343, V: 208-230/460V, I: 3-2.8,1.4 AELÉCTRICO MOTOR LLENADORA 9
140MOTOR TRIFÁSICO MARCA: BALDOR, MODELO:
M3343, V: 208-230/460V, I: 3-2.8,1.4 AELÉCTRICO MOTOR LLENADORA 10
140MOTOR TRIFÁSICO MARCA: BALDOR, MODELO:
M3343, V: 208-230/460V, I: 3-2.8,1.4 AELÉCTRICO MOTOR LLENADORA 11
140MOTOR TRIFÁSICO MARCA: BALDOR, MODELO:
M3343, V: 208-230/460V, I: 3-2.8,1.4 AELÉCTRICO MOTOR LLENADORA 12
176
MOTOR TRIFASICO MARCA: BALDOR,MODELO:
EM338,VEL: 1750 RPM,SERIE: SUPER E, V: 230/460V,
P: 2HP
ELÉCTRICOBOMBEO DE PRODUCTO PARA
REPROCESAMIENTO
4 POTENCIOMETRO DE AJUSTE VELOCIDAD ELÉCTRICO AJUSTE MOTOR DE TRANSPORTADOR
4 POTENCIOMETRO DE AJUSTE VELOCIDAD ELÉCTRICO AJUSTE MOTOR DE BOMBAS
3 TABLERO ELÉCTRICO DE CONTROL ELÉCTRICO INDICADOR DE VALVULAS ACCIONADAS
3 TABLERO ELÉCTRICO DE CONTROL ELÉCTRICO TABLERO DE MANDO LLENADORA
349 ACTUADORES DE VÁLVULAS DE LLENADO INSTRUMENTACIÓN 2 ACTUADORES, DENTRO DE LA LLENADORA
LISTADO DE EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y COMPONENTES DE CAMPO
EDIFICIO:
LINEA:
139 CILINDRO MARCA CAMOZZI INSTRUMENTACIÓNPOSICIONADOR BANDEJA ANTIGOTEO, LADO
DERECHO
139 CILINDRO MARCA CAMOZZI INSTRUMENTACIÓNPOSICIONADOR BANDEJA ANTIGOTEO, LADO
IZQUIERDO
30CILINDRO NEUMATICO MARCA: FESTO, MODELO:
DSNU-25-100 PPV-A, PMAX: 10 BARINSTRUMENTACIÓN INGRESO DE BOTELLAS
30CILINDRO NEUMATICO MARCA: FESTO, MODELO:
DSNU-25-100 PPV-A, PMAX: 10 BARINSTRUMENTACIÓN EGRESO A LA LLENADORA
137CILINDRO NEUMATICO MODELO: C955DB50, MÁXIMA
PRESIÓN 1MPAINSTRUMENTACIÓN BAJAR PICOS , LADO DERECHO
137CILINDRO NEUMATICO MODELO: C955DB50, MÁXIMA
PRESIÓN 1MPAINSTRUMENTACIÓN BAJAR PICOS, LADO IZQUIERDO
348 CILINDROS GENERICOS INSTRUMENTACIÓN 12 CILINDROS UBICADOS EN LOS PICOS
131 LUCES PILOTOS ROJAS INSTRUMENTACIÓN IINDICADORES DE VALVULAS ABIERTAS
142 MANOMETRO BOURDON MAXIMA PRESIÓN: 160 PSI INSTRUMENTACIÓN ENTRADA DEL MANIFOLD
28SENSOR DE PROXIMIDAD MARCA: TELEMECANIQUE,
MODELO: XUL-M-300318INSTRUMENTACIÓN SENSOR ENVASE MAL ORIENTADO
28SENSOR DE PROXIMIDAD MARCA: TELEMECANIQUE,
MODELO: XUL-M-300318INSTRUMENTACIÓN SENSOR ENVASE MAL ORIENTADO
28SENSOR DE PROXIMIDAD MARCA: TELEMECANIQUE,
MODELO: XUL-M-300318INSTRUMENTACIÓN SENSOR ENVASE MAL ORIENTADO
138SENSOR DE PROXIMIDAD, MARCA: SEEKA, MODELO:
GS20RNINSTRUMENTACIÓN CONTADOR DE ENVASES ENTRADA
138 SENSOR DE PROXIMIDAD, MARCA: SEEKA, MODELO: INSTRUMENTACIÓN CONTADOR DE EVASES SALIDA
161 BOMBA GENERICA CENTRIFUGA MECÁNICO BOMBA LLENADORA 1
161 BOMBA GENERICA CENTRIFUGA MECÁNICO BOMBA LLENADORA 2
161 BOMBA GENERICA CENTRIFUGA MECÁNICO BOMBA LLENADORA 3
161 BOMBA GENERICA CENTRIFUGA MECÁNICO BOMBA LLENADORA 4
161 BOMBA GENERICA CENTRIFUGA MECÁNICO BOMBA LLENADORA 5
161 BOMBA GENERICA CENTRIFUGA MECÁNICO BOMBA LLENADORA 6
161 BOMBA GENERICA CENTRIFUGA MECÁNICO BOMBA LLENADORA 7
161 BOMBA GENERICA CENTRIFUGA MECÁNICO BOMBA LLENADORA 8
161 BOMBA GENERICA CENTRIFUGA MECÁNICO BOMBA LLENADORA 9
161 BOMBA GENERICA CENTRIFUGA MECÁNICO BOMBA LLENADORA 10
161 BOMBA GENERICA CENTRIFUGA MECÁNICO BOMBA LLENADORA 11
161 BOMBA GENERICA CENTRIFUGA MECÁNICO BOMBA LLENADORA 12
161 BOMBA GENERICA CENTRIFUGA MECÁNICO BOMBA, PARA CONTENEDOR DE PRODUCTO
H
G
F
E
D
C
B
A
8 7 6 5 4 3 2 1
H
G
F
E
D
C
B
A
8 7 6 5 4 3 2 1
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
POLITECNICA DE LA FUERZA ARMADA REVISADO CATEDRA REV.
DIBUJADO EJGL PR PASANTIAS 1
EMITIDO EJGL DOCENTE: ING. CAMILO DUQUE FECHA: 27/10/2011 HOJA 1 DE 1
DIBUJO
PLANOS MESA PROYECTO CONTROL DE PESO
Sin título.png
Scout® Pro Balance
Instruction Manual
Balanza Scout® Pro
Manual de instrucciones
Balance Scout® Pro
Manuel d’instruction
1-3
CHAPTER 1 INTRODUCTION
1.5 SPECIFICATIONS
Specifications for the Scout Pro balances are listed in Table 1-2. When a balance has been serviced,
it must meet the specifications listed in the table. Before servicing the balance, determine what
specifications are not met.
TABLE 1-2. SPECIFICATIONS
Capacity (g) 200 400 400 400 2000 4000 6000
Readability (g) 0.01 0.1
Repeatability (Std. Dev.) (g) 0.01 0.1
Off Center Loading (g) ±0.01 ±0.1
Linearity (g) ±0.01 ±0.1
Tare range To capacity by subtraction
Over Range Capacity Capacity + 90d
Stabilization Time 3 seconds
Operating Temp. Range 50° to 104° F/10° to 40° C
Power Requirements AC Adapter (included) 4 AA Batteries (not included)
Item Numbers SPx202 SPx402 SPx401 SPx601 SPx2001 SPx4001 SPx6000
GUIA RAPIDA DE USUARIO SISTEMA DE PESAJE EN LINEA DE PAILAS
Primeros pasos:
Iniciar el sistema: Presionar el botón de “Inicio”.
Detener: Presionar el pulsador de “Parada”.
Inhabilitar el sistema: Enclavar el pulsador de “Parada de Emergencia”.
Nota: El enclavar el pulsador de “Parada de Emergencia” solo se debe presionar
cuando exista alguna situación que coloque en riesgo a los operadores, equipos,
instrumentos, productos en el área de trabajo, con el fin de desergenizar por completo el
sistema y evitar males mayores.
Configuración y puesta en marcha
Este sistema permite configurar dos parámetros que serán los límites de control de peso.
Límite inferior de peso (LO).
Límite Superior de peso (HI).
Nota: Los valores de Limite Superior e inferior serán determinados bajo un porcentaje
de desviación con respecto al valor típico, que dependerá de cada producto.
Botón de Inicio
Botón de Detener Pulsador de
Parada de
Emergencia
Pasos Para Variar Los Límites
1. Cerciorarse que el sistema este apagado.
2. Mantener Pulsado la tecla Print y presionar simultáneamente el botón de
encendido de la balanza.
3. Aparecerá en la pantalla la palabra Hi y su valor actual, se puede modificar este
valor presionando el botón “Tare” .Para mover el cursor entre los dígitos debe
presionar el botón “Zero”, al obtener el valor deseado presionar “Enter”.
4. Aparecerá en la pantalla la palabra Lo y su valor actual, se puede modificar este
valor presionando “>” para mover el cursor y con la tecla “flecha hacia arriba”
para incrementar los dígitos, al obtener el valor deseado presionar “enter”.
Nota: Es importante que recuerde donde está el punto decimal en la pantalla de la
balanza en funcionamiento, ya que en el momento de realizar la configuración de los
limites de control esta desaparecerá.
Tecla Print
Botón de
encendido
Botón
“Tare” Botón
“Enter”
Botón
“Zero”
Operación del Sistema Durante la Producción
Al encender el sistema se enciende una luz piloto luz rojo intermitente y a su vez
indica bajo peso esto sucede por la ausencia de peso en la balanza. Cuando ocurra una
situación de alto peso se encenderá una luz piloto luz rojo de forma continua donde
significa alto peso. Cuando el peso esta dentro de los límites encenderá la luz piloto
verde.
Recuerde que cuando ocurra un alto o bajo peso se deben tomar acciones para
normalizar el proceso. Se deben pesar todas las pailas estando atento a las indicaciones
del sistema.
Luz Piloto
Verde
Luz Piloto
Rojo