_4. Manufactura Integrada Por Computadora CIM (02may16)

7/25/2019 _4. Manufactura Integrada Por Computadora CIM (02may16)

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Programa de

Ingeniera Industrial

Asignatura: Taller de

Produccin II

Clase:

Manufactura Integrada

por Computadora CIM

2 de mayo de

2016


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CAD

-

CAM

-

CAE


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Fabricacin Integrada

por

ordenador

(CIM)


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por

ordenador

(CIM)

El CAD, CAM y CAE son tecnologas que tratan deautomatizar ciertas tareas del ciclo de producto y

hacerlas ms eficientes. Dado que se han desarrollado

de forma separada, aun no se han conseguido todos los

beneficios potenciales de integrar las actividades dediseo y fabricacin del ciclo de producto. Para

solucionar este problema ha aparecido una nueva

tecnologa: la fabricacin integrada por ordenador o CIM(de Computer Integrated Manufacturing).


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por

ordenador

(CIM)

La tecnologa de fabricacin integrada por ordenador oCIM (de Computer Integrated Manufacturing) tiene el

objetivo de unificar las islas de automatizacin

conjuntndolas para que cooperen en un sistema nico y

eficiente.


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por

ordenador

(CIM)

El CIM trata de usar una nica base de datos que integretoda la informacin de la empresa y a partir de la cual se

pueda realizar una gestin integral de todas las

actividades de la misma, repercutiendo sobre todas las

actividades de administracin y gestin que se realicenen la empresa, adems de las tareas de ingeniera

propias del CAD y el CAM. Se dice que el CIM es ms

una filosofa de negocio que un sistema informtico.


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Fabricacin Integrada por ordenador

(CIM)


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Estruc tura de Manu factu ra Integrada por

Computadora


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CIM - Integracin

reas integradas bajo el paradigma de CIM

Diseo del producto: CAD, CAE, GT.

Planificacin del proceso: CAD, CAM, CAPP,

Manufactura Celular

Fabricacin: CNC, FMS, ROBOTICA, Almacenes

Automticos, Inspeccin Automtica, Clulas de

manufactura, control de procesos.

Gestin del Sistema: TQM, MRP, ERP, JIT, DSS


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CIM para convertirse en Fabricantes de

Clase Mundial

Peter G Mar identifica cuatro servicios industriales

que convergen por medio del uso de CIM en una sola

administracin del tipo dinmica, prevista para responder a

las demandas del mercado y permitir a las empresas

convertirse en Fab rican tes de Clase Mund ial.

Los cuatro servicios son los siguientes:

Tecnologas de automatizacin.

Herramientas de control de calidad.

El arte de la operacin y sus procesos.

Medicin de rendimiento de la planta


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CIM - Manufactura Integrada por

Computadora


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MANUFACTURA INTEGRADA POR

COMPUTADORA - CIM


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Introduccin a CIM

El termino fue acuado por Harrington en 1973. CIM presenta el camino para mejora la

competitividad de la manufactura.

Visiones de CIM : para algunos es el uso completo de robots computadoras para

automatizacin y sistemas flexibles de manufactura.

para otros CIM presenta el camino para la administracin,estructuracin, y gestin de las bases de datos de la empresa


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John W Bernard define a CIM como laintegracin de las computadoras digitales en

todos los aspectos del proceso de manufactura

(asistencia computarizada, automatizacin ycontrol)

CIM facilita la integracin de las actividades del

negocio y de las actividades de manufacturarepresentadas por:

Introduccin a CIM


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Introduccin a CIM

La integracin del Diseo, Ingeniera yFabricacin.

Logstica, Almacenamiento y Distribucin.

Clientes y Proveedores. Ventas y actividades de Marketing.

Administracin Financiera y el Control.


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Introduccin a CIM

Para entender el concepto de CIM se requiereentender los conceptos de :

Manufactura:significa fabricar,objetos en forma

manual,mecnica, en su forma moderna alcanzaa las actividades de transformacin de la materia

prima en producto terminado, incluye actividades

de diseo y la integracin del sistemas deinformacin para soportar el producto.


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Introduccin a CIM

Integracin:tiene como objetivo la informacinde cada una de las reas que participan en la

manufactura del producto, su venta y soporte.

Tecno lo gia computacional :participan en lasactividades de automatizacin, y en la

integracin de informacin esto incluye

hardware, sensores, redes, software, que sepresenta en cinco niveles para la manufactura:


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Funcionalidaddel producto

Conformacindel Producto

Conformacindel proceso

Capacidaddel proceso

IntegracinProceso yProducto

Inteligenciadel Proceso

Sistema de

Manuf.

Inglesa

Sistema de

Manuf.

Americana

Gestin

Cientfica

(Taylorism)

Optimizacin

de Procesos

Control

Numrico

(NC)

CIM

Precisin Repetibilidad Reproductibilidad Estabilidad Adaptabilidad Versatilidad

Mecnica Manufactura Industrial Calidad Sistemas ConocimientoFocalizacin

de

Ingeniera

Focalizacin

del Proceso

Focalizacin

del Control

Focalizacin de los Aspectos de los Sistemas de Manufactura

Evolucin de la Manufactura

Esq ema f ncional de n Sistema


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Esquema funcional de un Sistema

CIM


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CIM y Flexibilidad

Fabric a Tradicio nal

Variedad limitada deproductos

Diseo de larga vida de losproductos

Plantas mayores ycentralizadas

Flujos Regulares

Inventario de reserva

Fabrica Moderna

Gran Variedad limitada de

productosRpido cambio del Diseode los productos

Plantas menores ydescentralizadas

Flujos irregulares

Cero de reserva


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Beneficios Estratgicos de CIM

Flexibilidad: capacidad de responder mas rpidamente acambios en los requerimientos de volmenes o composicin.

Calidad:resultante de la inspeccin automtica y mayor

consistencia en la manufactura.

Tiempo perdido:reducciones importantes , resultantes de la

eficiencia en la integracin de informacin

Inventarios:reduccin de inventarios en procesos y de stock

de piezas terminadas debido a la reduccin de perdidas detiempos y el acceso oportuna a la informacin precisa.


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Beneficios Estratgicos de CIM

Control gerencial: reduccin de control como resultadode la accesibilidad a la informacin y la implementacin

de sistemas computacionales de decisin sobre factores

de produccin.

Espacio fsico: reduccin como resultado de incremento

de la eficiencia en la distribucin y la integracin de las

operaciones.

Opciones:previenen riesgos deobsolescencia,manteniendo la opcin de explotar nueva

tecnologa.


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Procesos

Informacin

Recursos

Organizacin

Procesos de la compaa

Jerarqua de los procesos

Grupos funcionales

Secuencia de funciones

Tipo de informacin

Relaciones

Flujo de informacin

Estructuracin

Enfoque de producto o

proceso

Estructura organizacional

Enfoque de control

Recursos Tecnolgicos

- Capacidades

- Infraestructura

Recursos Humanos

- Habilidades

- Experiencias

- Conocimientos

ContenidoAspecto

Que se debe analizar

en un CIM


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CIM y Flexibilidad

Situacin ante nuevas polticas de produccin Flexibilidad del producto y los procesos (adaptacin a la

demanda)

Calidad del producto

Automatizacin (manufactura en sistemas

discretos:ordenes de procesos variables con

interrupcin.)

Reduccin de tiempos y aumento de la productividad

Se requiere compromiso ente productividad y flexibilidad


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CIM y Flexibilidad

Bajo el concepto de CIM se presentan los sistemas

de manufactura flexibles constituidos por clulas

flexibles para organizar la produccin

Clula de manufactura flexible integra: Maquinas de CN.

Transporte.

Comunicacin.

Computador de control.


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CIM y Flexibilidad

las maquinas ejecutan diferentes tareas en diferentespiezas, con tiempos de configuracin despreciables


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Niveles de Automatizacin del CIM


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Sec Min Hour Shift Day Week Month Year

Globales

Empresas

Fbrica

Centro

Celdas

Estaciones

Procesos

ManufacturingExecution Systems

Real-timeControl

ERP/MRP II/

MRP

Decision Support

Systems

Fuente : Shunk, 1997



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Niveles Jerrquicos del CIM


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Niveles del CIM

Nivel de co ntro lador de planta

Es el ms alto nivel de la jerarqua de control, es representado por la(s)computadora(s) central(es) (mainframes) de la planta que realiza lasfunciones corporativas como: administracin de recursos yplaneacin general de la planta.

Nivel de cont ro lador de rea

Es representado por las computadoras (minicomputadoras) de controlde las operaciones de la produccin. Es responsable de lacoordinacin y programacin de las actividades de las celdas demanufactura, as como de la entrada y salida de material. Conectadaa las computadoras centrales se encuentra(n) la(s) computador(as)de anlisis y diseo de ingeniera donde se realizan tareas como

diseo del producto, anlisis y prueba. Adicionalmente, este nivelrealiza funciones de planeacin asistida por computadora (CAP, porsus siglas en ingls), diseo asistido por computadora (CAD, porsus siglas en ingls) y planeacin de requerimientos de materiales(MRP, por sus siglas en ingls).


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Niveles Jerrquicos de un CIM


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Nivel de contro lador de celda

La funcin de este nivel implica la programacin de las rdenes de manufactura ycoordinacin de todas las actividades dentro de una celda integrada de

manufactura. Es representado por las computadoras (minicomputadoras, PCs

y/o estaciones de trabajo). En general, realiza la secuencia y control de los

controladores de equipo.

Nivel de contro lador de procesos o nivel de contro lado r

de estacin de trabajo

Incluye los controladores de equipo, los cuales permiten automatizar el

funcionamiento de las mquinas. Entre estos se encuentran los controladoresde robots (RCs), controles lgicos programables (PLCs), CNCs, y

microcomputadores, los cuales habilitan a las mquinas a comunicarse con los

dems (incluso en el mismo nivel) niveles jerrquicos

Niveles del CIM


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Niveles Jerrquicos de un CIM


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Nivel de equipo

Es el ms bajo nivel de la jerarqua, est representado por los

dispositivos que ejecutan los comandos de control del nivel prximo

superior. Estos dispositivos son los actuadores, relevadores,

manejadores, switches y vlvulas que se encuentra directamente

sobre el equipo de produccin. De una manera ms general seconsidera a la maquinaria y equipo de produccin como

representativos de este nivel.

Niveles del CIM


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Centros de Manufactura Integrada CIM


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Componentes del CIM (CAD-CAM-CAE)


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Los fundamentos de los sistemas de Diseo y

fabricacin asistidos por ordenador son muy amplios,abarcando mltiples y diversas disciplinas, entre las que

cabe destacar las siguientes:

Modelado geomtrico

Tcnicas de visualizacin

Tcnicas de interaccin grafica

Interfaz de usuario

Base de datos

Mtodos numricos

Conceptos de fabricacin

Conceptos de comunicaciones



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Modelado geomtrico: Se ocupa del estudio de

mtodos de representacin de entidades geomtricas.

Existen tres tipos de modelos: almbricos, de superficies

y slidos, y su uso depende del objeto a modelar y la

finalidad para la que se construya el modelo. Se utilizanmodelos almbricos para modelar perfiles, trayectorias,

redes, u objetos que no requieran la disponibilidad de

propiedades fsicas (reas, volmenes, masa).



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Modelado geomtrico: Los modelos de superficie se

utilizan para modelar objetos como carroceras,

fuselajes, zapatos, personajes, donde la parte

fundamental del objeto que se esta modelando es el

exterior del mismo. Los modelos slidos son los que msinformacin contienen y se usan para modelar piezas

mecnicas, envases, moldes, y en general, objetos en

los que es necesario disponer de informacin relativa a

propiedades fsicas como masas, volmenes, centro de

gravedad, momentos de inercia, etc.



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Tcnicas de visualizacin: Son esenciales para la

generacin de imgenes del modelo. Los algoritmos

usados dependern del tipo de modelo, abarcando

desde simples tcnicas de dibujo 2D para el esquema de

un circuito elctrico, hasta la visualizacin realistausando trazado de rayos o radiosidad para el estudio de

la iluminacin de un edificio. Es habitual utilizar tcnicas

especficas para la generacin de documentacin

dependiente de la aplicacin, como por ejemplo, curvas

de nivel, secciones o representacin de funciones sobre

slidos o superficies.



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Tcnicas de interaccin grafica: Son el soporte de la

entrada de informacin geomtrica del sistema de

diseo. Entre ellas, las tcnicas de posicionamiento y

seleccin tienen una especial relevancia. Las tcnicas de

posicionamiento se utilizan para la introduccin decoordenadas 2D o 3D. Las tcnicas de seleccin

permiten la identificacin interactiva de un componente

del modelo, siendo por tanto esenciales para la edicin

del mismo.



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Interfaz de usuario: Uno de los aspectos ms

importantes de una aplicacin CAD/CAM es su interfaz.

Del diseo de la misma depende en gran medida la

eficiencia de la herramienta.


C C (C

C

C )


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C d l CIM (CAD

CAM

CAE)


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Base de datos: Es el soporte para almacenar toda la

informacin del modelo, desde los datos de diseo, los

resultados de los anlisis que se realicen y la

informacin de fabricacin. El diseo de las bases dedatos para sistemas CAD/CAM plantea una serie de

problemas especficos por la naturaleza de la

informacin que deben soportar.


C t d l CIM (CAD

CAM

CAE)


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C t d l CIM (CAD

CAM

CAE)


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Mtodos numricos: Son la base de los mtodos de

calculo empleados para realizar las aplicaciones de

anlisis y simulacin tpicas de los sistemas de

CAD/CAM.


C t d l CIM (CAD

CAM

CAE)


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C t d l CIM (CAD

CAM

CAE)


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Conceptos de fabricacin: Referentes a mquinas,

herramientas y materiales, necesarios para entender y

manejar ciertas aplicaciones de fabricacin y en especial

la programacin de control numrico.


C t d l CIM (CAD

CAM

CAE)


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C t d l CIM (CAD

CAM

CAE)


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Conceptos de comunicaciones: Necesarios para

interconectar todos los sistemas, dispositivos y mquinas

de un sistema CAD/CAM.


C t d l CIM (CAD

CAM

CAE)


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Otra forma alternativa de estudiar los componentes del

CAD/CAM se basa en cmo se implementan. Segn este

criterio el CAD estara formado por el hardware ms el

software de diseo y el CAM estara formado por el

hardware ms el software de fabricacin y adems losmecanismos de comunicacin necesarios para

establecer la comunicacin con las maquinas y robots.


Centros de Manufactura Integrada

CIM


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Centros de Manufactura Integrada CIM



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CIM Manufactura Integrada por

Computadora



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CIM Manufactura Integrada por

Computadora

Histricamente, el CAD/CAM es una tecnologa, (tanto

hardware como software) guiada por la industria. Las

industrias aeroespacial, de automocin y naval,

principalmente, han contribuido al desarrollo de estas

tcnicas. Por lo tanto, el conocimiento de cmo seaplican las tcnicas CAD/CAM en la industria, es

fundamental para la comprensin de las mismas.



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g p

Computadora

La mayora de las aplicaciones incluyen diferentes

mdulos entre los que estn modelado geomtrico,

herramientas de anlisis, de fabricacin y mdulos de

programacin que permiten personalizar el sistema.



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g p

Computadora

Las herramientas de modelado geomtrico realizan

funciones tales como transformaciones geomtricas,

planos y documentacin, sombreado, coloreado y uso de

niveles. Las herramientas de anlisis incluyen clculos

de masas, anlisis por elementos finitos, anlisis detolerancias, modelado de mecanismos y deteccin de

colisiones.



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g p

Computadora



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g p

Computadora

En algunas ocasiones, estas aplicaciones no cubren las

necesidades especficas de un determinado trabajo, en

cuyo caso se pueden utilizar las herramientas de

programacin para suplir estas carencias. Una vez que

el modelado se completa, se realizan los planos y ladocumentacin con lo que el trabajo queda listo para

pasar a la fase de CAM en la que se realizan

operaciones tales como planificacin de procesos,

generacin y verificacin de trayectorias de

herramientas, inspeccin y ensamblaje.



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g

Computadora

AUTOMATISMOS INDUSTRIALES


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AUTOMATISMOS INDUSTRIALES


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