Transcript CIM - Ing. Jorge Cosco Grimaney

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y MANUFACTURERA
CONTROLES ELECTRICOS y AUTOMATIZACION
EE - 621
CIM Y SU APLICACIÓN EN LA
INDUSTRIA TEXTIL
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Ing. JORGE COSCO GRIMANEY
INDICE
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1. Introducción.
2.CIM .
3. PLC aplicado al CIM.
4. Componentes del CIM.
 4.1. Sistemas CAD / CAM.
 4.2. Ingeniería asistida por computadora: CAE.
 4.3. Planeación de recursos de la empresa: ERP
 4.4. Planeación de procesos auxiliada por
computadora: CAPP.
 4.5. Control de calidad asistida por computadora:
CAQ.
 4.6. Sistema de manejo de materiales: MRP.
5. A modo de conclusión
6. Bibliografía.
INTRODUCCIÓN.
La industria textil mundial en la actualidad afronta diversos
problemas y desafíos :
* Competitividad en calidad de producto y servicio al cliente.
* Plazos de producción y entrega extremadamente acotados.
* Necesidad de respuesta rápida y flexible a las demandas de un
mercado cada vez más exigente y diversificado.
Sin caer en entusiasmos desmedidos que atribuyen a la
computadora la facultad de resolverlo todo "mágicamente" , es
indudable que la introducción de software específicamente
diseñado para el sector, ha producido modificaciones
sustanciales en el proceso productivo y definido interacciones
nuevas entre sus componentes. Rapidez, costos, servicio,
precisión, calidad, flexibilidad : conceptos que se repiten y
sintetizan las ventajas de las nuevas prestaciones.
CIM.
(Manufactura integrada por Computadora).
CIM incluye todas las actividades desde la percepción de la
necesidad de un producto; la concepción, el diseño y el
desarrollo del producto; también la producción, marketing
y soporte del producto en uso. Toda acción envuelta en
estas actividades usa datos, ya sean textuales, gráficos o
numéricos. El computador, hoy en día la herramienta más
importante en la manipulación de datos, ofrece la real
posibilidad de integrar las ahora fragmentadas operaciones
de manufactura en un sistema operativo único. Este
acercamiento es lo que se denomina manufactura integrada
por computador.
CIM.
Beneficios de la implementación de un sistema CIM
Reducción en costos de diseño.
15 - 30 %
Reducción en tiempo perdido.
30 - 60 %
Incremento de la calidad del producto
2 - 5 veces el nivel anterior
Incremento de la productividad de las operaciones de producción.
40 - 70 %
Incremento de la productividad de las máquinas.
2 - 3 veces
Reducción de trabajo en el proceso.
30 - 60 %
Reducción de los costos de personal.
5 - 20 %
CIM.
Beneficios estratégicos del CIM
Flexibilidad
Capacidad de responder más rápidamente a cambios en los requerimientos de volumen o
composición
Calidad
Resultante de la inspección automática y mayor consistencia en la manufactura
Tiempo perdido
Reducciones importantes resultantes de la eficiencia en la integración de información
Inventarios
Reducción de inventario en proceso y de stock de piezas terminadas, debido a la
reducción de pérdidas de tiempo y el acceso oportuno a información precisa
Control gerencial
Reducción de control como resultado de la accesibilidad a la información y la
implementación de sistemas computacionales de decisión sobre factores de producción
Espacio físico
Reducciones como resultado de incremento de la eficiencia en la distribución y la
integración de operaciones
PLC aplicado al CIM.
Tanto los PLC como los programas Simulink y Matlab están
relacionados en la Manufactura Integrada por Computadora
(CIM). Por tal motivo daremos algunos alcances de estos
componentes indirectos pero no por ello menos importantes en
la aplicación del CIM.
PLC : CONTROLADORES LOGICOS PROGRAMABLES.
El Controlador Lógico Programable (PLC) es un dispositivo
electrónico con una memoria programable para almacenar
instrucciones e implementar funciones específicas.
El PLC por sus especiales características de diseño tiene un campo
de aplicación muy extenso. La constante evolución del hardware
y software amplía constantemente este campo para poder
satisfacer las necesidades que se detectan en el espectro de sus
posibilidades reales.
PLC aplicado al CIM.
Su utilización se da fundamentalmente en aquellas instalaciones en
donde es necesario un proceso de maniobra, control,
señalización, etc. , por tanto, su aplicación abarca desde
procesos de fabricación industriales de cualquier tipo a
transformaciones industriales, control de instalaciones, etc.
PLC aplicado al CIM.
Ejemplos de aplicaciones generales:
 Maniobra de máquinas
 Maquinaria industrial de plástico
 Máquinas transfer
 Maquinaria de embalajes
 Maniobra de instalaciones:
 Instalación de aire acondicionado, calefacción.
 Instalaciones de seguridad
 Señalización y control:
 Chequeo de programas
 Señalización del estado de procesos
PLC aplicado al CIM.
Funciones Básicas.
Detección:
Lectura de la señal de los captadores distribuidos por el sistema de
fabricación.
Mando:
Elaborar y enviar las acciones al sistema mediante los accionadores y
preaccionadores.
Dialogo hombre maquina:
Mantener un diálogo con los operarios de producción, obedeciendo sus
consignas e informando del estado del proceso.
Programación:
Para introducir, elaborar y cambiar el programa de aplicación del
autómata. El dialogo de programación debe permitir modificar el
programa incluso con el autómata controlando la maquina.
PLC aplicado al CIM.
Nuevas Funciones.
Redes de comunicación:
Permiten establecer comunicación con otras partes de control. Las
redes industriales permiten la comunicación y el intercambio de
datos entre autómatas a tiempo real. En unos cuantos
milisegundos pueden enviarse telegramas e intercambiar tablas
de memoria compartida.
Sistemas de supervisión:
También los autómatas permiten comunicarse con ordenadores
provistos de programas de supervisión industrial. Esta
comunicación se realiza por una red industrial o por medio de
una simple conexión por el puerto serie del ordenador.
PLC aplicado al CIM.
Nuevas Funciones.
Control de procesos continuos:
Además de dedicarse al control de sistemas de eventos discretos los
autómatas llevan incorporadas funciones que permiten el control
de procesos continuos. Disponen de módulos de entrada y salida
analógicas y la posibilidad de ejecutar reguladores PID que
están programados en el autómata.
Entradas- Salidas distribuidas:
Los módulos de entrada salida no tienen porqué estar en el armario
del autómata. Pueden estar distribuidos por la instalación, se
comunican con la unidad central del autómata mediante un cable
de red.
CIM.
Componentes del CIM.
El CIM se basa en los siguientes soportes:
- Sistemas CAD/CAM.
- Ingeniería asistida por computadora: CAE.
- Planeación de recursos de la empresa: ERP.
- Planeación de procesos auxiliada por
computadora:CAPP.
- Control de calidad asistida por computadora: CAQ.
- Sistema de manejo de materiales: MRP.
Sistemas CAD / CAM.
Cronológicamente, los sistemas CAD fueron los
primeros en aparecer, luego aparecieron los CAM
y finalmente se llegó al concepto CIM; esto
ocurrió así debido a que cada nuevo sistema se
basó en el anterior o al menos lo usó como base.
Muchos de los sistemas CAD / CAM en uso hoy en
día están diseñados y pensados para automatizar
funciones manuales, independientemente de si la
función particular que cumplirán será análisis se
ingeniería,
diseño
conceptual,
dibujo,
documentación o la programación de la
maquinaria de manufactura e inspección.
Sistemas CAD / CAM.
Sistemas CAD / CAM.
NEDGRAFIC & VISION
BRAD KEISTER
FIBERWORK
INFORMATICA TEXTIL
INFORMATICA TEXTIL
INFORMATICA TEXTIL
BRUNOLD SOFTWARE
MAPLE HILL SOFTWARE
ANGLO-FRENCH DRUGS
PIXELART S.L.
COLORADO INT
EASY WEAVE
WIN WEAVE
PCW4
PENELOPE DOBBY
PENELOPE JACQUARD
ATREZZO 3D
DB WEAVE
WEAVE SIMULATOR
SOPHIS
PIXEL SHOW
PC WEAVE
Sistemas CAD / CAM.
A continuación se dará una rápida mirada a los siguientes
sistemas de diseño textil, cabe señalar que existen muchos
mas en el mercado, pero estos son los mas comerciales:
• Rexel Bit.
• Dobbytronic.
• Sedit.
• Easy Weave.
• Penelope.
Sistemas CAD / CAM.
Rexel Bit.
KNIT&KNIT:
Sistema informático compatible
WINDOWS 95/98 capaz de
dibujar con mallas, combinar
puntos y crear diseños originales
de una manera fácil y rápida. El
usuario puede obtener imágenes
fotográficas de diseños aún no
tejidos.
Sistemas CAD / CAM.
Rexel Bit.
F.F.-CALC :
Es un programa orientado a
efectuar de una manera
rápida y segura los
cálculos necesarios para
tejer prendas
hechuradas, tanto para
COTTON como en
TRICOTOSAS.
Sistemas CAD / CAM.
Rexel Bit.
REXEL BASIC :
Es una herramienta rápida y
eficaz para crear tejidos
multigalga con cualquier
punto ya sean jacquards o
estructurados que permite
que el diseñador o
creador del muestrario
pueda desarrollar y
transmitir sus ideas sin
tejer absolutamente nada.
Sistemas CAD / CAM.
Rexel Bit.
REXEL PRO :
Es la herramienta necesaria
para construir con una
rapidez asombrosa, todo
tipo de prendas de
género de punto exterior,
proporcionando una
imagen fotográfica del
diseño real aún no tejido
ni confeccionado.
Sistemas CAD / CAM.
Rexel Bit.
KNIT FONT :
Es ideal para crear un
archivo de análisis
técnico, tanto de carácter
personal (apuntes) como
profesional (hojas de
producción o procesos de
tejeduria). Fácil de
manejar y accesible desde
cualquier procesador de
textos u otro programa
que soporte texto.
Sistemas CAD / CAM.
Dobbytronic.
Es lo mejor en
ambiente
amigable
Guía de Iconos
para la
Interfase
Sistemas CAD / CAM.
Sedit.
Creación de
ligamentos
mediante
Software de
diseño y
edición.
Sistemas CAD / CAM.
Easy Weave.
Software para crear ligamentos en pc.
Easy weave provee las herramientas necesarias para diseñar
ligamentos y tramas rápidos y sencillos.
No hay necesidad de ser un experto.
Una selección de funciones especiales y herramientas
permiten acelerar el proceso de obtención del e.C.D.
Software diseñado completamente en entorno windows
Esta versión de trabajo es del 97 pero existe una actualizada
del 99.
Sistemas CAD / CAM.
Easy Weave.
Sistemas CAD / CAM.
Penelope.
Sistemas CAD / CAM.
Penelope.
Sistemas CAD / CAM.
Penelope.
Sistemas CAD / CAM.
Penelope.
Sistemas CAD / CAM.
Penelope.
Ingeniería asistida por computadora:
CAE.
Ingeniería asistida por computadora:
CAE.
El CAE (Computer Aided Engineering), o ingeniería asistida por
computador, es la tecnología que analiza un diseño y simula su
operación para determinar su apego a las condiciones de diseño
y sus capacidades. Hoy en día, CAE es casi dos tecnologías
separadas: una es la aplicada a la mecánica y otra a la
electrónica. Ambas realizan extensos análisis respecto de las
leyes físicas, así como de los estándares de la industria. El CAE
mecánico, en particular, incluye un análisis por elementos
finitos (FEA, finite element analysis) para evaluar las
características estructurales de una parte y programas avanzados
de cinemática para estudiar los complejos movimientos de
algunos mecanismos. El CAE electrónico, asimismo, permite
verificar los diseños antes de fabricarlos, simular su uso y otros
análisis técnicos para evitar perder tiempo y dinero.
Planeación de recursos de la empresa:
ERP.
Empezaremos definiendo a un ERP como un sistema de gestión de
información estructurado, diseñado para satisfacer la demanda
de soluciones de gestión empresarial. El término ‘ERP’ es de
reciente aparición. Cuando se ha necesitado dar nombre a las
aplicaciones informáticas que además de la producción
controlan los aspectos financieros, logísticos de manera
integrada, tanto con referencia a los datos como a los
procedimientos operativos, se ha consolidado la nomenclatura
ERP que es el acrónimo de ‘Enterprise Resource Planning’,
(Planeación de recursos empresariales) expresando que afecta a
toda la empresa y que controla los recursos necesarios para la
gestión integral de la misma.
Planeación de recursos de la empresa:
ERP.
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Algunas ventajas de la implementación de un ERP :
Integración de información entre diferentes áreas.
Información disponible e inmediata para la toma de decisiones.
Incremento en la productividad.
Mejoría en los tiempos de respuesta.
Rápida adaptación a los cambios.
Escalabilidad del sistema.
Integridad de los datos.
Seguridad definida por el usuario para el manejo de información.
Reducción de dudas concernientes a la veracidad de la información.
Mejoras en la comunicación entre las áreas de producción.
Reducción de duplicación de información.
Planeación de procesos auxiliada por
computadora: CAPP.
El CAPP (Computer Aided Process Planning), o
planificación de procesos asistida por
computador, es un sistema experto que captura
las capacidades de un ambiente manufacturero
específico y principios manufactureros
ingenieriles, con el fin de crear un plan para la
manufactura física de un pieza previamente
diseñada. Este plan especifica la maquinaria que
se ocupará en la producción de la pieza, la
secuencia de operaciones a realizar, las
herramientas, velocidades de corte y avances, y
cualquier otro dato necesario para llevar la pieza
del diseño al producto terminado. Para usar el
CAPP más efectivamente en un entorno CIM, el
diseño debería provenir electrónicamente de un
ambiente CAD.
Planeación de procesos auxiliada por
computadora: CAPP.
Debido a que el CAPP determina cómo una
pieza va a ser hecha, aporta en gran medida a
la optimización del proceso y a la disminución
de los costos, si tiene oportunidad de manejar
los procesos de más de un diseño. El CAPP
tiene dos tipos básicos: el variante y el generativo. El variante es el más
comúnmente usado y desarrolla un plan modificando un plan
previamente existente, eligiendo éste usando criterios de tecnología
de grupos y de clasificación. El generativo incorpora el concepto de
inteligencia artificial, usando sus conocimientos sobre las capacidades
de la planta. Basado en la descripción de la pieza (geometría y
material) y sus especificaciones, el computador elige el método
óptimo para producir la pieza y genera automáticamente el plan.
Control de calidad asistida por
computadora: CAQ.
Existe un gran número de funciones de control de calidad
necesarios a ser realizadas a diferentes niveles del proceso de
manufactura, estas funciones producen a su vez una gran
diversidad de datos colectados y analizados para tomar
decisiones de corrección en el diseño de los productos y sus
procesos de fabricación.
El CAQ tiene como objetivos principales:
*
Ayudar al mejoramiento de la calidad del producto.
- *
Incrementar la productividad en el proceso de producción.
- * Tomar acciones correctivas rápidas sobre los productos en las
líneas de producción.
- * Mantener la productividad de la empresa.
Control de calidad asistida por
computadora: CAQ.
Pero también cabe señalar que en la industria textil existen diversos
equipos utilizados para el control de calidad ON LINE tanto
para hilanderías como para tejedurias; dentro de estos tenemos:
CC ON LINE en hilanderías:
Quantum Clearer.
Quantum Expert.
Sliver Guard.
Sliver Expert.
CC ON LINE en tejedurías:
Uster Fabriscan.
Uster Tensojet 4.
Control de calidad asistida por
computadora: CAQ.
C.C. ON LINE en hilanderías.
Quantum Expert.
Quantum Clearer 4.
Control de calidad asistida por
computadora: CAQ.
C.C. ON LINE en hilanderías.
Sliver Guard.
Sliver Expert.
Control de calidad asistida por
computadora: CAQ.
C.C. ON LINE en tejedurías.
Uster Fabriscan.
Otros equipos.
Sistema de manejo de materiales:
MRP.
El MRP (Material Requirements Planning) es un sistema de
planeación de compras y manufactura. Se utiliza para generar
órdenes de compra u órdenes de trabajo. Además se puede
utilizar para planear la fabricación de pedidos.
El concepto detrás del MRP es su gran aportación: Separar la
demanda dependiente de la independiente, es decir, planear la
producción de la demanda dependiente sólo en la medida en que
ésta se ligue con la satisfacción de la demanda independiente.
Dentro de este juego de palabras el MRP reconoce que existe
demanda independiente (se origina fuera del sistema y no se
puede controlar su variabilidad) y dependiente (demanda de los
componentes que ensamblan los productos finales) y, sobre
todo, enfatiza en la relación entre ambas para tratar de reducir
los inventarios propios de sistemas como el punto de reorden.
A modo de conclusión
Lo que se ha presentado aquí es un panorama parcial, especificando
aquellos aspectos que se supusieron más interesantes para los
expositores. Se dejaron de lado las aplicaciones para tejido de punto,
etiquetas o bordados para evitar reiteraciones .
Muchas empresas han incorporado en mayor o menor medida las nuevas
tecnologías, que en muchos casos se combinan con formas de trabajo
más tradicionales. Las dificultades abundan: costos de los equipos,
incompatibilidad entre algunos sistemas, adaptación a nuevas
estructuras de trabajo . La incorporación de departamentos de diseño es
relativamente nueva y en muchos casos no se define su lugar con
demasiada claridad ; diferentes técnicas llevan aparejadas diferentes
dinámicas de trabajo, que no siempre son aceptadas o fáciles de
integrar en las viejas organizaciones. Por avanzada que sea la
tecnología que se adquiera, si no va acompañada de un cambio de
mentalidad, no se desarrollarán todas sus potencialidades. Adaptación
al cambio y creatividad en las soluciones siguen siendo herramientas
que ningún software puede sustituir.
Bibliografía.
http://www.barco.com/vision/downloads/WeaveMaster_ES.pdf
http://www.ing.puc.cl/icmcursos/procesos/apuntes/cap4/
http://www.chi.itesm.mx/~cim/proyectos/sfm/index.html
http://www.zdnet-es.com/pcweek/pcw-2000-05-29/entrevista.html
http://www.estrategia.net/estrategia/cs21/ana.htm
http://www.monografias.com/trabajos14/ingenieriaindustrial/ingenieriaind
ustrial.shtml#intro
http://www.sti-sl.es/cim.htm