AUTOMATIZACION DE LA MANUFACTURA Prof. Orlando Durán Escuela de Ingeniería Mecánica PUCV orlando.duran@ucv.cl www.orlandoduran.cl Clase 01

Introducción: Las empresas hoy en día producen en pequeños lotes y con una gran variedad de alternativas o variaciones. La integración , la flexibilidad, la automatización de los procesos son las armas que estas empresas eligen para competir en los mercados globalizados y cada vez más competitivos. El riesgo de aplicar la automatización de manera aislada provocando lo que se llama de Islas de Automatización Dr. Orlando Durán

Contexto en la Industria

Contexto en la Industria Variedad de Productos Tamaño del lote Inicio Siglo XXI Inicio Siglo XX

Sistemas Flexibles de Manufactura: El concepto de CIM: El computador como entidad integradora y aceleradora de las funciones relacionadas con la Manufactura Sistemas Flexibles de Manufactura: La parte de “dura” de esta integración, comprende los equipos de fabricación, manipulación, montaje, almacenamiento e inspección, que funcionan automáticamente y se comunican a través de sistemas de supervisión distribuidos. Dr. Orlando Durán

Existen diversas estrategias de Automatización de acuerdo con las particularidades del mercado que se atiende Dr. Orlando Durán

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Ejemplo de un FMS

Ejemplo de un FMS Máquinas Sistema Automatizado de Manejo de Materiales Sistema de Control por Computador Inventario en Proceso

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Dos aspectos importantes de este modelo: El modelo de CIM: El modelo Y muestra las dos fases de la Manufactura Automatizada, la parte tecnológica y la parte de la Gestión de la Producción. En sus partes de Planificación y de Ejecución. Dos aspectos importantes de este modelo: Por las laterales se muestran las tecnologías computacionales que se aplican en cada uno de los eslabones de la cadena de manufactura. La existencia de una base de datos común, que atiende y que es “servida” por todas las actividades funcionales de la manufactura. Dr. Orlando Durán

Funciones de Ingeniería Funciones de Organización y Logística - PCP Funciones de Ingeniería CAE CAD CAPP CAM Ventas Pernósticos Estim.Ctos. e Fijación Precios PMP MRP Ajuste de Capacidad Secuencimiento Liberación de Órdenes Pre-Proyecto CAD-CAE BD Comun Proyecto Planificacion de Procesos de Fabricacion PLANIFICACIÓN CAPP Programación CNC Control de la Producción Control del Estoque Colecta de Datos Control de Cantidad, tiempos y custos Control del Expedición CAM Control de las Máquinas Control del Sistema de Transporte Control del Estoque IMPLEMENTACIÓN Control del Montaje Mantención CAQ Inspección

Los Procesos de Manufactura: Fabricación de Partes Ensamblado Transporte de Piezas Almacenado Inspección Dr. Orlando Durán

Fabricación de Partes Máquinas CNC, Centros de Torneado, Centros de Mecanizado, Corte de Chapas por Laser u otro medio controladas por control numérico, etc. Dr. Orlando Durán

Fabricación de Partes Dr. Orlando Durán

Fabricación de Partes Dr. Orlando Durán

Ensambladoras Automáticas, Robots Industriales, Manipuladores, etc. Dr. Orlando Durán

Ensambladoras Automáticas, Robots Industriales, Manipuladores, etc. Dr. Orlando Durán

Robots Industriales, Manipuladores, AGVs etc. Transporte de Piezas Robots Industriales, Manipuladores, AGVs etc. Dr. Orlando Durán

Robots Industriales, Manipuladores, AGVs etc. Transporte de Piezas Robots Industriales, Manipuladores, AGVs etc. Dr. Orlando Durán

Almacenamiento AS/RS. Dr. Orlando Durán

Inspección Dr. Orlando Durán

Sistemas de Organización asistida por Computador Dr. Orlando Durán

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Tipos de Automatización: Automatización Fija Automatización Programable Automatización Flexible FLEXIBILIDAD Flexibilidad de Maquinas: Adaptación a diversas formas de operaciones, máquinas reprogramables con diferentes configuraciones (setups). Flexibilidad de los Productos: Adaptación a cambios en la ingeniería de las piezas y productos Flexibilidad de Rutas: Adaptación a cambios de rutas de fabricación Flexibilidad de Producción: Adaptación a una gran variedad de estilos de piezas que pueden ser producidos Flexibilidad de Volumen: habilidad de producir económicamente tanto en volúmenes altos cuanto en volúmenes bajos Flexibilidad de Expansión: facilidad de aumentar las capacidades de producción Flexibilidad del Mix de Producción: habilidad de modificar el mix de productos, manteniendo las mismas cantidades totales de producción, o sea, produciendo las mismas piezas pero en proporciones diferentes Dr. Orlando Durán

Por que Automatizar? Para hacer el negocio más atractivo, moderno, competitivo Competitividad (precio, calidad, escala) Requisito básico para “entrar al juego” (cadenas de suministro de los grandes players – industria automobilística, petroquímica, celulosa, etc) Premissas básicas: Aumentar el lucro o retorno sobre la inversión Aumentar la productividad - hacer más con menos Visión estratégica del proceso (Qué quiero? Cómo llego? F.OD.A.) Dr. Orlando Durán

Por que Automatizar? Argumentos Contra máquina subyugará al hombre reducción de la fuerza de trabalho reducción del poder de compra Argumentos a Favor reducción de la jornada de trabajo mejores condiciones de trabajo productos mejores y más baratos Dr. Orlando Durán

Tiempo en que el pdto. está en la fábrica Por que Automatizar? Tiempo en que el pdto. está en la fábrica Tiempo en la máquina 5% Movimientos y Esperas 95% Cómo se consumen esos 5% ...???? Agregación de valor (36%) Inspección (16%) Cambios de herramientas para diferentes operaciones (17%) Posicionamento y carga/descarga (17%) Setup para piezas diferentes (14%)

Por que Automatizar? Analice lo siguiente: ( 0.36 x 0.05 ) Tempo de Ciclo = 0.018 < 2% Solamente 2% del tempo de ciclo de la pieza se gasta en actividades que agregan valor al producto! Un centro de mecanizado CNC ( US$ 300.000,00) fue adquirido para elevar la eficiencia del proceso productivo, aumentando de 40% a 60% el tiempo de agregación de valor (tiempo de máquina). Cuál es el impacto en la eficiencia del sistema? (0.6 x 0.05) Tempo de Ciclo = 0.03 El porcentual de tiempo de ciclo de actividades que agregan valor al producto Pasó de 2% a 3% ! Provocación: para que sirve la automatización entonces??? Dr. Orlando Durán

Por que Automatizar? La automatización debe ser introducida después de haber sido obtenidos todos los ganancias de productividad posíbles a través de la optimización de los procesos productivos del sistema de manufactura! Automatización para resolver problemas de: •Capacidad •Qualidad Haga esto antes: Mejorar el Layout Reducir o eliminar los setups Integrar el control de calidad Integrar el mantenimiento preventivo Balanceamiento de las líneas Reducir los stocks en proceso Desarrollar proveedores Automatizar Informatizar

Barreras para la Automatización Cambio de mentalidad Falta de planeamiento estratégico y visión de largo plazo Deficiencias de infraestructura Fatores macro/micro econômicos (cambio, intereses, financiamiento, demanda interna, etc) Oferta insuficiente de mano-de-obra calificada Resistencia al cambio !