AUTOMATIZACIÓNAUTOMATIZACIÓN

Definiciones:

•Amplia variedad de sistemas y procesos que

Definiciones:

Amplia variedad de sistemas y procesos queoperan con mínima o sin intervención del serhumano.humano.

• Sistema de fabricación diseñado con el fin del id d d l á i llusar la capacidad de las máquinas para llevar a

cabo determinadas tareas anteriormentef t d h t l lefectuadas por seres humanos, y para controlar la

secuencia de las operaciones sin intervenciónhhumana.

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Inicios de la Automatización:La automatización de las máquinasherramienta, consiste sencillamente en acoplarherramienta, consiste sencillamente en acoplartres bloques básicos de construcción:

•La máquina herramientaq•El manejo de materialL t l

La automatización se convirtió en un factor importante

•Los controles

de la producción masiva durante la Segunda Guerra Mundial. Pero sus inicios son anteriores a ésta. A medidaque la población y los mercados se extendieron a prin-que la población y los mercados se extendieron a principios del siglo XX, surgió la posibilidad de mejorar laProductividad desarrollándose máquinas herramienta “ i l ”“especiales”

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Tipos de Máquinas HerramientaMá i d l j•Máquinas de un solo eje:

Podían efectuar un solo tipo de operación de maquinado, como tornear, fresar, taladrar. Cada máquina tenía un solo eje, realizaba una jsola operación en una pieza y necesitaba un operador.

El producto de las líneas de producción estaba limitado, por el tiempo í i d l t b jque se requería para cargar, maquinar y descargar el trabajo y

conducirlo entre máquinas de una sola operación.

Mediante la misma, un solo motor impulsando varios ejes mediante •Máquinas de ejes múltiples :

un tren de engranajes, permitía que una sola máquina efectuara múltiples operaciones. Los ciclos del tiempo de maquinado no cambiaron, pero se pudieron hacer más operaciones de maquinado , p p p qdentro de cada ciclo, y un operador podía hacer varias operaciones de maquinado en una sola máquina

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Con ella se inició un importante avance en la productividad. Este •Máquina múltiple de ejes múltiples:

p pconcepto permitió realizar varios conjuntos de operaciones sobre diferentes superficies de la pieza, todo en una sola máquina y con un solo operador. Mediante ello se pudo reducir el número deun solo operador. Mediante ello se pudo reducir el número de máquinas requeridas en una línea de producción y se aumentó la cantidad de trabajo por operador.

El tiempo total de carga-maquinado-descarga no cambió, pero la productividad aumentó considerablemente ya que se requerían menos máquinas y menos operadores.q y p

•Máquinas de Disco y Transferencia:Surgen los instrumentos de manejo y transferencia lineal de la pieza de forma automática. Estos permitieron la creación de la máquina de indización rotatoria (disco) y la máquina de transferencia linealde indización rotatoria (disco) y la máquina de transferencia lineal. Ambas proporcionaron el movimiento automático de las piezas de una estación a otra y permitieron efectuar más operaciones de máquina por operadormáquina por operador.

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•Automatización por Secciones:Se creo para evitar pérdidas de producción durante los

i d t L á i d t f i di idperiodos muertos. La máquina de transferencia se divide en secciones que permiten detener algunas operaciones sin interrumpir la producción de otras.p p

MAQUINAS DIVIDIDAS EN SECCIONESEl principio de almacenamiento

Transportador

D l

Transportador

p p

De lamáquina anterior

enam

iento

enam

iento

acen

amien

toAlma

c e

Alma

c

A la

Alma A la

máquina siguiente

Transportador

Seccion 1 dela máquina

Seccion 2 dela máquina

Seccion 3 dela máquina

Transportador

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•Tiempo ciclo de operación vs tiempo para cambiar herramientas:

Con mucha frecuencia, una sección de máquinas en una línea de producción no puede efectuar sus operaciones al mismo it l ió t i E l ió l tritmo que la sección anterior. En ese caso, la sección mas lenta

se divide en ramales, con facilidades de almacenamiento antes de cada ramal.de cada ramal.

Equilibrio del tiempo del ciclo de operación y eltiempo necesario para cambiar herramientas

Sección de máquinas 1Tiempo de ciclo de 15 segundos1 pieza por ciclo

Sección de máquinas 2Tiempo de ciclo de 30 segundos1 pieza por ciclo(Cada ramal de la sección)

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Sector de botellería CCBP:Sector de botellería CCBP:

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Grados de automatización:S ú l i t i d l t ti ió

Aplicaciones en pequeña escala como mejorar el

Según la importancia de la automatización se distinguen los siguientes grados: Aplicaciones en pequeña escala como mejorar el funcionamiento de una máquina en orden a:•Mayor utilización de una máquinaMayor utilización de una máquina

•Mejoramiento del sistema de alimentación

•Posibilidad de que un hombre trabaje con más de una máquina•Posibilidad de que un hombre trabaje con más de una máquina

•Coordinar una serie de operaciones y una serie de magnitudes simultáneamente

•Realizar procesos totalmente continuos por medio de secuencias programadas

•Procesos automáticos en cadena cerrada con posibilidad de autocontrol y auto corrección de desviaciones

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APLICACIONES EN EL AREAPROCESOSPROCESOS.

Para la automatización de procesos, se desarrollaron máquinas operadas con PLC, actualmente de gran aplicación en industrias como la textil, alimentación, siderurgia y otras.

La introducción de las computadoras y de la microelectrónica extiende el campo de la automatización industrial ya que permite a través del manejo de la información, transformar lospermite a través del manejo de la información, transformar los instrumentos de producción y aún la totalidad de los procesos productivos de algunas industrias.

La automatización en los procesos industriales, se basa en la capacidad para controlar la información necesaria en el

d ti di t l i l t ió dproceso productivo, mediante la implementación de mecanismos de medición y evaluación de las normas de producción.p

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DISEÑO Y MANUFACTURA.

Para la información de las etapas de diseño y control de la producción se desarrollaron programas de computación para el diseño (CAD) con todas sus versiones y aplicaciones específicas.( ) y p p

Para el área de manufactura se ha introducido el concepto CAM, que revolucionó en el ámbito industrial por su gran capacidad de producción seriada.

PRODUCCIÓN.La inserción de tecnologías de la información en los procesos de g pproducción industrial ha conocido un ritmo de crecimiento cada vez más elevado en los últimos años. La información amplía enormemente la capacidad de controlar la producción con máquinasenormemente la capacidad de controlar la producción con máquinas de control computarizado y permite avanzar hacia mayores y mas complejos sistemas de automatización (Robots y Sistemas de automatización integrada de la producción CIM)automatización integrada de la producción – CIM)

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REDUCCIONES DE COSTOS

Actualmente en Estados Unidos la participación típica delActualmente en Estados Unidos la participación típica del trabajo directo en el costo de la producción industrial es de 10% o 15% y en algunos productos de 5%. Por otra parte, existen otros costos, cuya reducción es lo que provee verdadera competitividad a la empresa (trabajo indirecto, administración control de calidad compras de insumos flujosadministración, control de calidad, compras de insumos, flujos de información, demoras de proveedores, tiempos muertos por falta de flexibilidad y adaptibilidad etc.)

EN BUSCA DE LA CALIDADUna mayor calidad en los productos se logra mediante laUna mayor calidad en los productos se logra mediante la exactitud de las máquinas automatizadas y por la eliminación de los errores propios del ser humano; lo que a su vez repercute en grandes ahorros de tiempo y materia al eliminarse la producción de piezas defectuosas.

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HABLEMOS DE LA INVERSIÓNLa inversión en tecnología de automatización no puede ser considerada como cualquier otra inversión, sino como una necesaria estrategia de competitividad.

í áNo invertir en esta tecnología implica un alto riesgo de rápido desplazamiento por la competencia.

Inversiones en tecnologías de automatización en

TECNOLOGÍAS 1980 1985 19901. Manufactura asistida

Inversiones en tecnologías de automatización en E.E.U.U. (en millones de dólares)

por computador CAMa. Computadores Software Industriales 935 2861 6500b. Sistemas de manejo de materiales 2000 4500 9000c. Controladores Programadores 50 550 3000gd. Robots sensores 68 664 2800e. Equipo automático de pruebas 800 2000 4000

TOTAL CAM 6853 10575 253002 Diseño e iongeniería2. Diseño e iongeniería asistidos por Computador CAD, CAE 389 2456 65003. Telecomunicaciones 113 264 800TOTAL 7355 13295 32600TOTAL 7355 13295 32600

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LA AUTOMATIZACION Y EL DESEMPLEOVivimos en un mundo donde hay cambios constantes, abordados por una serie de problemas de carácter económico, político donde la civilidad no está consciente de lo que está sucediendo a su alrededor.q

Existe en el mundo una alta tasa de desocupación, y el sistema hace creer al individuo desempleado que es producto de si mismo la desocupación que está sufriendo, siendo que la propia civilidad es quien lo ha colocado en esa situación.

El hombre de nuestros tiempos está empezando a percibir una realEl hombre de nuestros tiempos está empezando a percibir una real amenaza para su futuro, debido a que el mismo hombre está utilizando los nuevos descubrimientos tecnológicos para su propio bi i i t l l tbien, sin importarle el resto.

Podemos afirmar que la tecnología puede brindar grandes ventajas así como grandes desventajas Un caso específico del desempleo deasí como grandes desventajas. Un caso específico del desempleo de varios seres humanos corresponde a la Automatización.

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Elementos de la Automatización•La fabricación automatizada: relación entre fuerzas económicas e innovaciones técnicas.

• División del trabajo: reducción de un proceso de fabricación a sus fases independientes más pequeñas. Analizado por A. Smith en la segunda mitad del siglo XVIII Permitió incrementarSmith en la segunda mitad del siglo XVIII. Permitió incrementar la producción y reducir el nivel de especialización de los obreros.

•La mecanización: la simplificación del trabajo posibilitó el diseño y construcción de máquinas que reproducían los

i i t d l t b j dmovimientos del trabajador.

•Desarrollo de la tecnología energética: dio lugar al surgimiento d l i t f b il d d ió t d l t b j ddel sistema fabril de producción, ya que todos los trabajadores y máquinas debían estar situados junto a la fuente de energía.

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Elementos de la Automatización•La máquina de transferencia: dispositivo utilizado para mover la pieza que se está trabajando desde una máquina herramienta especializada hasta otra colocándola en forma adecuada paraespecializada hasta otra, colocándola en forma adecuada para la siguiente operación de maquinado.

• Los robots industriales: diseñados en un principio paraLos robots industriales: diseñados en un principio para realizar tareas sencillas en entornos peligrosos para los trabajadores, son hoy extremadamente hábiles y se utilizan para trasladar manipular y situar piezas ligeras y pesadas.

En la década de 1920 la industriaEn la década de 1920 la industriacombinó estos conceptos en un sistema de producción integrado.El objetivo de este sistema de objet o de este s ste a delínea de montaje era abaratar losprecios.

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REALIMENTACIÓNEl principio de realimentación permite al diseñador dotar a unaEl principio de realimentación permite al diseñador dotar a una máquina de capacidad de autocorrección.

Un ciclo o bucle de realimentación es un dispositivo mecánicoUn ciclo o bucle de realimentación es un dispositivo mecánico, neumático o electrónico que detecta una magnitud física, la compara con una norma preestablecida y realiza una acción preprogramada necesaria para mantener la cantidad medida dentro de los límites de la norma aceptable.

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Los Principios de los Sistemas AutomatizadosUn sistema automatizado ajusta sus operaciones en respuesta a

a) Medición:

Un sistema automatizado ajusta sus operaciones en respuesta a cambios en las condiciones externas en tres etapas:

a) Medición:Para que un sistema automatizado reaccione ante los cambios a su alrededor debe estar apto para medir aquellos cambios físicos.

b) Evaluación:La información obtenida gracias a la medición es evaluada para asíLa información obtenida gracias a la medición es evaluada para así poder determinar si una acción debe ser llevada a cabo o no.

c) Control:c) Control:El último paso de la automatización es la acción resultante de las operaciones de medición y evaluación. En muchos sistemas es p ynecesario dar varias vueltas de control para realizar la corrección correcta, esto es a lo que llamamos CONTROL LOOP.

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La Automatización como causa del DesempleoEn la actualidad la automatización producto del granEn la actualidad, la automatización, producto del gran desarrollo industrial ocurrido desde la Revolución, ha traído consigo aspectos sociales devastadores así como grandes g p gaportes científicos y económicos.

El desarrollo de la automatización libera al hombre de los trabajos más rutinarios y le permiten dedicar mayor tiempo al ocio. La automatización genera paro; y el posible mal uso de la informática como parte de la automatización puede convertirseinformática como parte de la automatización puede convertirse en una amenaza para la libertad del hombre.

La falta del desarrollo de nuevas formas de empleo esLa falta del desarrollo de nuevas formas de empleo es preocupante. Cada día se está diseñando una nueva máquina que reemplazará al hombre en una más de sus funciones.

Una vez que las máquinas reemplacen todas las funciones del hombre... ¿qué pasará con él?

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Automatización y Flexibilidad en la IndustriaLa automatización se trata con frecuencia como un aspectoLa automatización se trata con frecuencia como un aspecto estratégico en los procesos tecnológicos.

Sin embargo a finales de los años 90 Alemania detectó unaSin embargo a finales de los años 90 Alemania detectó una disminución en el grado de automatización en sus procesos Industriales, así como una baja considerable en las inversiones para este propósitoeste propósito.

LOS NUMEROS DEL POR QUE•1442 respuestas a las encuestas.

•60% provienen de la industria metal-mecánica

•20% industrias relacionadas con instrumentos de precisión y la ingeniería eléctrica

•50% de la empresas que respondieron tenían hasta 99 empleados.

•El siguiente sector fue de empresas de 100 a 200 empleados con casi 20% d tun 20% de respuestas.

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RESULTADOS:• 35% de las empresas con sistemas automatizados de flujo de

t i l bl d j l d i d dmateriales o ensamble redujeron o planean reducir su grado de automatización.

25% d l i lt t t ti d• 25% de las empresas con equipo altamente automatizado redujeron o planean reducir el grado de automatización.

De éstas el 44% hizo la reducción o hará la reducción aun• De éstas, el 44% hizo la reducción o hará la reducción aun cuando considera la inversión en automatización importante o muy importante.y p

RAZONES:• 65% contestó que redujeron los grados de automatización65% contestó que redujeron los grados de automatización para poder producir lotes más pequeños de productos.

• 57% lo hicieron para poder lograr mayor flexibilidad en el p p g yproceso productivo.

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POR QUE PRODUCIR LOTES MAS PEQUEÑOS:• 51% contestó que requerían ser capaces de producir lotes % q q p ppara satisfacer pedidos individuales.

• 80% contestó que requerían trabajar en campañas reducidas q q j po medianas.

TASAS DE RECHAZO Y PORCENTAJE DE GASTOS GENERALES REGISTRADOS• Empresas SIN sistemas altamente automatizados obtuvieron 6.5% y 32.5% respectivamente.

• Empresas CON sistemas altamente automatizados registraron 5.1% y 31.9% respectivamente.

• Empresas que redujeron sus sistemas automatizados reportaron 4.1% y 28% respectivamente.

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CONCLUSIONES DEL ESTUDIO:Para una buena parte de la industria, los mercados son muy dinámicos . Día a día demandan una mayor variedad de productos con una mayor calidad a un mejor precio y en un tiempo menor y con menor costo (y en algunos casos elaborados y eliminados al (y g yfinal de su ciclo de vida con procedimientos amigables al ambiente)

Se puede inferir de los resultados de la encuesta que los conceptos t l d t ti ió fl ibl hactuales de automatización flexible no aseguran en muchas

ocasiones los grados de flexibilidad requeridos para responder a las demandas de los mercados. Cambios en la tasa de ventas o cambios de producción para acomodar nuevos productos se dan solamente con un costo muy elevado en los sistemas muy automatizados.

Por tanto resulta necesario establecer conceptos efectivos para la automatización flexible que tomen en cuenta soluciones de

i ió i l l i ió i i dorganización y asi lograr la integración con sistemas que atienden niveles superiores en la estructura de la empresa, por ejemplo con sistemas de ejecución de manufactura.

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