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DISEÑO Y ANALISIS DE SISTEMAS DE MANUFACTURA Fase 2 - Sistemas de producción automatizados

JULIAN ANDRES MUÑOZ VALENCIA 10012824 GRUPO 212045_12

TUTORA DIVA AURORA RUBIANO

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD INGENIERIA INDUSTRIAL DOSQUEBRADAS 2019

INTRODUCCION

Los procesos de manufactura son un conjunto de actividades organizadas y programadas para la transformación de materiales, objetos o servicios en artículos o servicios útiles para la sociedad. Con el rápido desarrollo de nuevos materiales, los procesos de fabricación se están haciendo cada vez más complejos, de ahí nace la importancia de conocer los diversos procesos de manufactura mediante los cuales pueden procesarse los materiales. La industria requiere actualmente de tales conocimientos y es por eso que el presente trabajo pretende que nosotros apliquemos los conocimientos adquiridos en la unidad 1 de DISEÑO Y ANALISIS DE SISTEMAS DE MANUFACTURA. Es de gran importancia que el futuro profesional ingeniero industrial tenga conocimiento de los procesos de manufactura de mayor aplicación para la fabricación de piezas y materiales, así como de los procesos industriales básicos, ya que con la numerosa incorporación de empresas pequeñas y medianas basadas en procesos de manufactura y la incorporación de tecnología de punta para mantener o aumentar sus índices de competitividad se hace necesario que los conocimientos adquiridos sean llevados a la práctica con la elaboración de trabajos como este.

OBJETIVOS GENERAL 

Incorporar conceptos fundamentales de los sistemas de producción automatizados para poder ser aplicados a la vida profesional.

ESPECÍFICOS 

Realizar cuestionario Y ensayo de las temáticas de la fase 2, que nos permite interiorizar los contenidos temáticos.

DESARROLLO DEL CONTENIDO SOLICITADO

A. CUESTIONARIO 1.

¿Señale las diferencias entre las líneas de producción de modelo por lote y modelo

mixto? PRODUCCIÓN DE MODELO POR LOTE

PRODUCCION DE MODELO MISTO



La línea modelo por lotes, solo produce por lotes de un Producto.



Para las líneas de producción mixtas se pueden producir varios modelos entre sí en la misma línea.



Las estaciones se configuran para producir la cantidad deseada del primer modelo, y luego se vuelve a configurar para producir otro modelo.



En cada una de las estaciones se puede trabajar un modelo en particular.

 

Se tienen tiempos muertos por el cambio entre modelos

la velocidad de producción es constante entre cada estación debido a varios modelos producidos en el mismo instante.

2.

¿Por qué debe establecerse una línea de producción a una velocidad más alta que la

requerida para cubrir la demanda? Con el fin de llegar a ser más productivos en cada una de las líneas de producción, teniendo en cuenta que se debe producir un poco más de la demanda requerida con el objetivo de optimizar rotura y minimizar la merma.

3.

¿Por qué generalmente no son convenientes las celdas de ensamble de estación única

para trabajos de alta producción?

Debido a que un solo robot no alcanza su velocidad para realizar labores de producción de alta velocidad, debido a que la celda de ensamble de estación única se caracteriza por realizar una orden de producción a un solo robot, con el fin de optimizar la producción se debe colocar una serie de estaciones automatizadas especializadas. 4.

¿Cuáles son algunas de las razones que provocan el tiempo muerto en una línea de

transferencia de maquinado? Los cambios de herramientas programados y no programados, fallas mecánicas y eléctricas, fallas hidráulicas y desgaste normal del equipo. 5.

¿Cómo se distingue la automatización programable de la automatización fija?

Para el caso de la automatización programable se suele utilizar cuando el volumen de producción es relativamente bajo, y diversidad de fabricación del mismo modelo y se distingue de la automatización fija, si observamos el volumen de producción si es demasiado alto, donde se encuentra automatizado de manera especial para procesar el producto. 6.

¿Explique qué es un robot industrial?

Es una maquina creada por el hombre, totalmente programada por el mismo humano y que posee características especiales y únicas, programadas a través de un software especial, logrando cualidades parecidas a las personas. 7.

¿Qué es un actuador final?

Es la habilitación especial de herramientas que se conectan al extremo de la muñeca del robot para realizar la tarea específica, se clasifican en actuadores de herramientas y sujetadores. Esta

Herramienta se utiliza cuando el robot debe realizar una operación de procesamiento. Los sujetadores se encuentran diseñados para mover los objetos durante el momento del trabajo. 8.

¿Explique qué es un controlador lógico programable?

Un PLC Es un dispositivo operado digitalmente, que usa una memoria para el almacenamiento interno de instrucciones con el fin de implementar funciones específicas , tales como la lógica , secuenciación , registro y control de tiempos, conteo y operaciones aritméticas , para controlar a través de entradas/salidas digitales o analógicas , varios tipos de máquinas o procesos. 9.

¿Explique qué entiende por tecnología de grupos?

Se entiende por tecnología de grupos al conjunto de piezas que suelen utilizarse para varios tipos de producciones o productos, donde algunas piezas son distintas unas con otras, pero con algunas similitudes. 10.

¿Explique qué entiende por manufactura celular?

De acuerdo a la familia de tecnología de grupos, se entiende por manufactura celular a la reunión de una o varias piezas compuestas, que se emplea en la fabricación de producciones de piezas especiales. 11.

¿Explique qué entiende por sistema flexible de manufactura (FMS)?

Es un sistema de fabricación conformado por máquinas y subsistemas enlazados por un sistema de transporte y control común, con la posibilidad de realizar diversas tareas, dentro de un margen razonable, correspondientes a diferentes piezas o productos, sin necesidad de cambiar los equipos del sistema (flexibilidad).

12.

¿Identifique y explique al menos tres aplicaciones de la tecnología de un FMS? 

Monitoreo de piezas: el sistema monitorea y analiza el status de cada carga de materiales o piezas.



Control de herramientas: administra la ubicación de las herramientas, también su mantenimiento y estado físico.



Monitoreo de desempeño: programación de computadora con el fin de colectar dato de operación y realizar reportes frecuentemente.

13.

¿Cuáles son los aspectos fundamentales a tener en cuenta dentro de una planeación

asistida por computador? 

Base de conocimientos: es importante para los planificadores ya que buscan procesos exitosos, donde deben codificarse en un programa por computadora.



Descripción de piezas compatibles con computadoras: es importante de acuerdo al tipo de piezas que se deben manejar que sean totalmente compatibles, donde debe tener todos los datos necesarios con el fin de programar una secuencia de procesos.



Motor de inferencia: se debe tener en cuenta el sistema CAPP, con el fin de aplicar la lógica de planeación y la identificación de procesos de cada una de las piezas a utilizar durante el proceso.

14.

¿Explique con sus palabras qué entiende por ingeniería concurrente?

La ingeniería concurrente se especializa en tratar en el menor tiempo posible, de evaluar y determinar un nuevo producto al mercado, uniendo los procesos de ingeniería de diseño y manufactura respectivamente, evitando contratiempos o largos periodos de estudio y prototipos a realizar.

15.

Establezca una comparación entre el ciclo tradicional de desarrollo de productos y el

desarrollo de productos usando ingeniería concurrente. Hoy día el factor clave para el desarrollo de nuevos productos así de esta manera logrando un éxito empresarial, se basa en agilizar los procesos como el caso de la ingeniería concurrente, ya que esta une las ingenierías de diseño e ingeniería de manufactura con el fin de trabajar unidamente y lograr el éxito en poco tiempo, caso contrario encontramos en el ciclo tradicional de desarrollo, el desarrollo de un nuevo producto se encuentra basado en varias etapas (identificación de oportunidades, evaluación y selección, desarrollo e ingeniería del producto y el proceso, pruebas y evaluación e inicio de la producción), haciendo de este nuevo producto un retardo y generando costos adicionales por el tiempo de espera para el mercado. B. ENSAYO SISTEMAS DE PRODUCCION AUTOMATIZADOS En la economía de la manufactura siempre ha resultado un factor principal, y todavía más conforme la competencia internacional para todos de alta calidad y los precios bajos se ha convertido en un hecho simple en los mercados mundiales. Además han desarrollado las tendencias que han tenido un importante impacto sobre la manufactura, como lo es la competencia global se ha incrementado rápidamente, y los mercados se convirtieron en multinacionales y dinámicos, las condiciones del mercado fluctuaron de una manera amplia. Los clientes demandaban alta calidad, productos de bajo costo y entregas a tiempo. La variedad de los productos se incrementó substancialmente y se hicieron técnicamente complejos. Los ciclos de la vida de los productos se hicieron más corta. Hacer frente a esas necesidades y al mismo tiempo mantener bajos los costos resulta un reto constante para las

compañías de manufactura y es un problema vital para su propia supervivencia. Es importante destacar que el diseño y manufactura ambiental con conciencia global, esta para brindar soluciones para cuidar el medio ambiente y no seguir contaminando a costa de hacer dinero y seguir produciendo cada vez más desechos contaminantes sin darles un nuevo uso. Sin pensar en el futuro de las generaciones presentes y las que están por venir. Debido a este problema se están produciendo muchos avances en relación con todo esto, y en la industria ha comenzado a emplearse el término diseño y manufactura con conciencia ambiental, lo que indica el amplio alcance del problema. Se está haciendo especial énfasis en el diseño para el entorno (DFE) o diseño verde. Este procedimiento anticipa el impacto ambiental negativo posible de materiales, productos y procesos, para que puedan tomarse en consideración desde las primeras etapas del diseño de la producción. Los objetivos principales son evitar la contaminación en la fuente y promover el reciclaje y reutilización en vez de la eliminación. Estas metas han llevado al concepto de Diseño para el reciclaje Manufactura de clase mundial, se refiere al hecho de estar aprovechando todos los avances que van apareciendo en el campo de la manufactura, para lograr competitividad a nivel global mundial en: costo, calidad, entrega a tiempo. En la economía de la manufactura siempre ha resultado un factor principal, y todavía más conforme la competencia internacional para todos de alta calidad y los precios bajos se ha convertido en un hecho simple en los mercados mundiales. Además han desarrollado las tendencias que han tenido un importante impacto sobre la manufactura, como lo es la competencia global se ha incrementado rápidamente, y los mercados se convirtieron en multinacionales y dinámicos, las condiciones del mercado fluctuaron de una manera amplia.

Los clientes demandaban alta calidad, productos de bajo costo y entregas a tiempo. La variedad de los productos se incrementó substancialmente y se hicieron técnicamente complejos. Los ciclos de la vida de los productos se hicieron más corta. Hacer frente a esas necesidades y al mismo tiempo mantener bajos los costos resulta un reto constante para las compañías de manufactura y es un problema vital para su propia supervivencia. Es importante destacar que el diseño y manufactura ambiental con conciencia global, esta para brindar soluciones para cuidar el medio ambiente y no seguir contaminando a costa de hacer dinero y seguir produciendo cada vez más desechos contaminantes sin darles un nuevo uso. Sin pensar en el futuro de las generaciones presentes y las que están por venir. Debido a este problema se están produciendo muchos avances en relación con todo esto, y en la industria ha comenzado a emplearse el término diseño y manufactura con conciencia ambiental, lo que indica el amplio alcance del problema. Se está haciendo especial énfasis en el diseño para el entorno (DFE) o diseño verde. Este procedimiento anticipa el impacto ambiental negativo posible de materiales, productos y procesos, para que puedan tomarse en consideración desde las primeras etapas del diseño de la producción. Los objetivos principales son evitar la contaminación en la fuente y promover el reciclaje y reutilización en vez de la eliminación. Estas metas han llevado al concepto de Diseño para el reciclaje Manufactura de clase mundial, se refiere al hecho de estar aprovechando todos los avances que van apareciendo en el campo de la manufactura, para lograr competitividad a nivel global mundial en: costo, calidad, entrega a tiempo. Se encuentra integrada por cinco estrategias básicas que son: 1.-administración de la calidad total (TQM)= cero defectos en el producto, 2.justo a tiempo (JIT) = cero inventarios innecesarios, 3.- mantenimiento productivo total (MPT)= cero fallas de equipo productivo, 4.-procesos de mejoramiento continuo (PMC). 5.- manufactura esbelta (lean) = cero despilfarros o desperdicios por lo tanto reducción de costos. La producción o manufactura es la creación de bienes y servicios. Buscaremos ejemplificar mediante el giro de

servicios la manufactura de clase mundial. Una función de clase mundial es aquella que obtiene mejoras continuas para satisfacer los requerimientos del cliente. La Automatización de los procesos de manufactura, es la llegada de las maquinas, tecnología desplazando cada día más al ser humano. Ya que con esta tecnología el trabajo se hace más rápido a menor costo. Antiguamente para aumentar la producción, era necesario idear la manera más efectiva de evitar los tiempos muertos en la producción. Esto dio lugar al proceso de Producción Continua con cadenas de montaje para la fabricación de piezas en serie. La automatización libera al ser humano no solo del trabajo físico, sino también, y cada vez en mayor medida, de la actividad intelectual; por lo que las personas se ven obligadas a adoptar nuevas conductas y formas de pensar frente a los autómatas. La producción automatizada desplaza el trabajo humano hacia tareas de supervisión y decisión. La racionalización de la empresa libera sobre todo a los operarios menos calificados, mientras que la organización del trabajo tecnifica cada vez más la planificación, normalización y gestión del proceso del trabajo. Las metas principales de la automatización en instalaciones de manufactura es integrar diversas operaciones de forma que se mejore la productividad, se incremente la calidad y la uniformidad del producto, se minimicen los tiempos del ciclo y se reduzcan los costes de mano de obra. Pocos desarrollos en la historia de la manufactura han tenido un impacto tan significativo como las computadoras, que se emplean ahora en una amplia gama de aplicaciones que incluyen el control y la optimización de los procesos de manufactura, manejo de materiales, ensamblaje, inspección y prueba automatizada de los productos, control de inventarios y numerosas actividades administrativas. El uso de las computadoras se ha extendido a la llamada manufactura integrada por computadora (CIM).. Los robots industriales. Introducidos a comienzos de la década de los sesenta, los robots industriales han venido reemplazando a los seres humanos en toda una serie de

operaciones. Se están desarrollando robots con capacidades de percepción sensorial (robots inteligentes), con movimientos que simulan los de los seres humanos. El manejo automatizado de los materiales, tanto en las diversas etapas de fabricación como en el movimiento de almacenes y de unas máquinas a otras, así como en los puntos de inspección de inventarios y embarques. Sistemas de ensambles automatizados y robóticos. Los productos tienden a ser diseñados de forma que puedan ensamblarse más fácilmente a máquina. Planificación de procesos asistida por computadora (CAPP). Esta herramienta permite mejorar la productividad en una planta al optimizar los planes de proceso, reducir los costos de planificación y mejorar la consistencia de la calidad y la fiabilidad del producto. Al sistema pueden incorporarse también funciones tales como la estimación de los costos y la vigilancia de los estándares de trabajo. Tecnología de grupo (GT). Las piezas se pueden agrupar y producir clasificándolas en familias, de acuerdo con similitudes de diseño y similitudes en los procesos de manufactura empleados para su producción. Así pueden estandarizarse los diseños de las piezas y los planes de proceso, y las familias de partes similares pueden producirse de manera eficiente y económica. Producción justo a tiempo (JIT). Los suministros se entregan justo a tiempo para subensamblarlos y ensamblarlos, los productos se terminan justo a tiempo para ser entregados al cliente. Lo esencial es que los costos de inventario se reduzcan, los defectos de las piezas se detecten de inmediato, se incremente la productividad y se fabriquen productos de alta calidad a bajo costo. Manufactura celular. Consiste en la utilización de estaciones de trabajo celdas de manufactura, que por lo general contienen varias máquinas controladas por un robot central, cada una de las cuales ejecuta una operación diferente sobre la pieza. Un sistema de manufactura flexible, esta dinámicamente interactuando con su medio ambiente de acuerdo a un grupo de proyectos en específico recibiendo e integrando tantos insumos como productos, respectivamente de acuerdo a los lotes considerados a desarrollarse en un intervalo de tiempo. Es así como se encuentra

afectado por un grupo de estudios y operaciones dentro de la cadena que compone su sistema productivo en hardware y software y en una combinación de ambos. Adicionalmente a nivel organizacional sus estructura y cultura laboral, además de todo lo que involucran estos conceptos, se convierte en parte de un subsistema que influyen y determinan hacia dónde va la organización siendo vital para el control de procesos, así mismo una ayuda para los ingenieros, responsables de estabilizar el proceso, institucionalizar el cambio y manejar actividades de mejora continua, las cuales estarán enfocadas en mantenimiento productivo total y 5S. Para concluir los sistemas de manufactura flexible, son herramientas necesarias e indispensables en un mundo cambiante y competitivo como el de hoy, puede mejorar los niveles operativos y financieros de la organización; es un producto de la conjunción de muchos factores, tanto internos como externos, donde en ocasiones hay o no hay control e influencia de estos factores y para entender su naturaleza, su estudio debe ser abordado desde la perspectiva del enfoque de sistemas. E l proceso de diseño industrial conlleva la realización de un conjunto complejo de actividades, que varían según el proyecto concreto al que nos debamos enfrentar y en función del tipo de innovación que se requiera, en ellas intervienen la mayoría de los elementos de la organización empresarial y afecta a todo el proceso productivo. La ingeniería concurrente es un esfuerzo sistemático para un diseño integrado, concurrente del producto y de su correspondiente proceso de fabricación y de servicio. Pretende que los desarrolladores, desde un principio, tengan en cuenta todos los elementos del ciclo de vida del producto, desde el diseño conceptual, hasta su disponibilidad incluyendo calidad, costo y necesidades de los clientes. Persigue un estudio

sistemático, simultáneo, en el momento del desarrollo del producto, de las necesidades de mercado que va a cubrir, de los requisitos de calidad y costos, de los medios y métodos de fabricación, venta y servicio necesarios para garantizar la satisfacción del cliente. Involucra el trabajo coordinado y simultáneo de los diversos departamentos de la empresa: Marketing, Ingeniería del Producto, Ingeniería del Proceso, Producción, Calidad, Ventas, Mantenimiento, Costos, etc. La ingeniería concurrente sustituye el típico entorno de trabajo en el desarrollo y fabricación del producto basado en un diagrama secuencial de actuación de los distintos departamentos, por un trabajo concurrente, simultáneo, en equipo, de todos a partir del mismo momento en que se inicia el proceso.

CONCLUSIONES



Se conoció la temática y conceptos vistos en el desarrollo de la fase 2 del curso, a través del diligenciamiento de un cuestionario y elaboración de ensayo



Se reconoció la importancia de la automatización en las organizaciones para beneficio en su producción y comercialización de sus productos.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 

Syllabus del curso Diseño y Análisis de Sistemas de Manufactura

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