Sistema de generación automática de macrooperaciones de maquinado

Generación Automática de Macrooperaciones

Información del documento

Autor

Ing. Guillermo Granados

instructor Dr. Isaac Rudomin
Escuela

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, Campus Estado de México

Especialidad Maestro en Sistemas de Manufactura, Especialidad en Sistemas Industriales
Tipo de documento Trabajo de Investigación (Thesis)
Idioma Spanish
Formato | PDF
Tamaño 7.20 MB

Resumen

I.Sistemas Integrados de Manufactura La Necesidad de un Enfoque Holístico

El documento explora la necesidad de integrar diferentes subsistemas en un único sistema de manufactura. Se enfatiza la importancia de una gestión eficiente de la información generada por áreas como nóminas, planeación y control de inventarios, cuentas por cobrar, diseño, y control de calidad. El objetivo principal es el seguimiento lógico de un producto desde su concepción hasta su realización física, integrando sistemas de diseño, planeación de procesos, y control de manufactura. Palabras clave: Sistemas de manufactura, Planeación de procesos, Control de calidad, Integración de sistemas, Diseño para manufactura.

1. La Visión de un Sistema Unificado de Manufactura

El texto inicia planteando la necesidad crucial de un sistema unificado en el área de manufactura. Este sistema ideal integraría la información generada por diversos subsistemas, incluyendo nóminas, planeación y control de inventarios, cuentas por cobrar, diseño, planeación de procesos, y control numérico, entre otros. La meta es trascender la fragmentación de datos y procesos, logrando una gestión eficiente y coherente de la información a lo largo de todo el ciclo de vida del producto. Se busca un flujo de información continuo y armonioso entre todos los departamentos, desde la concepción de un producto hasta su producción final. Esto implica la integración perfecta de los sistemas de diseño, planeación de procesos, control y prueba de manufactura, y control de calidad para asegurar una producción eficiente y de alta calidad. La falta de esta integración genera ineficiencias, duplicación de esfuerzos y una falta de visibilidad holística del proceso productivo. La creación de este sistema unificado representaría un avance significativo en la optimización de recursos y la mejora de la eficiencia general en el proceso de fabricación.

2. Seguimiento Lógico del Producto De la Concepción a la Realidad Física

Un aspecto central del documento es el seguimiento lógico de un producto, desde su fase de conceptualización hasta su materialización física. Este enfoque integral requiere la sinergia entre distintas etapas del proceso de manufactura. No se trata simplemente de la suma de subsistemas individuales, sino de una integración sistémica donde cada etapa alimenta a la siguiente, contribuyendo a la eficiencia general y a la calidad del producto final. El documento destaca la importancia de una adecuada integración entre el diseño, la planeación de los procesos de producción, el control y las pruebas de manufactura, y finalmente, el control de calidad. La capacidad de rastrear y monitorear el progreso del producto a través de cada una de estas fases es esencial para la identificación y corrección de problemas potenciales, asegurando la eficiencia y la calidad del producto. Este enfoque permite una toma de decisiones más informada y precisa en cada etapa del proceso, minimizando riesgos y maximizando la productividad.

3. El Centro de Manufactura como un Sistema Entradas Salidas y Objetivos

El documento define un centro de manufactura como un sistema en sí mismo, independiente de su tamaño, capacidad o ubicación física. Se describe como un sistema con entradas (factores de producción) y salidas (bienes producidos). Esta perspectiva sistémica es fundamental para comprender la complejidad de la manufactura y la interacción entre sus diferentes componentes. El objetivo principal de cualquier sistema de manufactura debe ser la satisfacción conjunta de las necesidades del cliente, la sociedad y sus socios. Este enfoque holístico reconoce que el éxito de un centro de manufactura no se limita a la mera producción de bienes, sino que abarca también las implicaciones sociales y económicas de su actividad. Para lograr esta máxima satisfacción, es necesario visualizar, desarrollar y mejorar continuamente los subsistemas que conforman el centro de manufactura, asegurando una operación eficiente y sostenible. Esta perspectiva integrada es clave para la gestión eficaz de recursos y la toma de decisiones estratégicas.

4. Aspecto Procedural Cibernética y Adaptabilidad al Cambio

El documento aborda el aspecto procedural, buscando que el sistema de manufactura sea cibernético, es decir, capaz de adaptarse al cambio. Sin embargo, reconoce que esta adaptación no es fácil debido a la incertidumbre sobre la dirección del medio ambiente. Para lograr esta adaptabilidad, se distinguen dos grupos de esfuerzos: la planeación estratégica de la producción, que diseña la respuesta al cambio, y el control de la producción, que verifica que la respuesta sea la óptima y se esté implementando según lo planeado. Este énfasis en la adaptabilidad destaca la importancia de la flexibilidad y la capacidad de respuesta ante las variaciones del mercado y las condiciones cambiantes. La planeación estratégica resulta fundamental para prever y anticipar las necesidades futuras, mientras que el control de la producción es esencial para asegurar que los procesos se ajusten a los objetivos estratégicos. Un sistema de manufactura eficaz debe integrar ambos aspectos para asegurar su supervivencia y éxito a largo plazo en un entorno dinámico e impredecible.

II.Sistemas de Información Computarizados en Manufactura Comunicación y Eficiencia

Se analiza la importancia de los sistemas de información computarizados para mejorar la comunicación y la resolución de conflictos en entornos manufactureros complejos. El documento destaca la creciente complejidad de los productos y la necesidad de gestionar eficientemente la información para mantener la competitividad. Se mencionan sistemas como CAD, CAM, CAE, CAPP y CAT como ejemplos de sistemas de información existentes para subsistemas específicos dentro de un centro de manufactura. Palabras clave: Sistemas de información, CAD, CAM, CAE, CAPP, CAT, Gestión de información, Competitividad.

1. La Analogía de la Pequeña Sociedad Sistemas de Información y Resolución de Conflictos

El texto utiliza la metáfora de una pequeña sociedad para ilustrar la complejidad de un sistema de manufactura. Al igual que en una sociedad, las diferentes partes de una empresa (con ideologías, costumbres y conocimientos diversos) pueden tener objetivos locales que a veces entran en conflicto con el objetivo global. Gaylord, citado en el texto, destaca que el éxito de la empresa está directamente relacionado con la rapidez y eficiencia en la resolución de estos conflictos. La comunicación efectiva es presentada como la clave para la resolución de estos conflictos, permitiendo a las diferentes partes negociar sus objetivos locales para lograr el objetivo global de la manera más eficiente. Un sistema de información efectivo se define como un ensamblaje sistemático y formal de componentes que procesan datos para cubrir requerimientos legales y transaccionales; proveer información a la gerencia para la planeación, control y toma de decisiones; y generar reportes para constituyentes externos. Este enfoque enfatiza la importancia de la información precisa y oportuna para la toma de decisiones estratégicas y operativas.

2. La Era de la Información Complejidad de los Productos y Sistemas de Información

El texto destaca que vivimos en la era de la información, donde los productos son informativamente complejos. Se cita a Sánchez, quien menciona que el tanque M1 del ejército estadounidense requiere más de 40,000 páginas de documentación técnica para su fabricación. Esta complejidad incrementa la necesidad de sistemas de información robustos y eficientes para gestionar la gran cantidad de datos involucrados en el proceso de producción. La cita de Naisbitt, sobre la información como la nueva fuente de poder, refuerza la idea de que el manejo efectivo de la información es esencial para la competitividad en el mundo actual. La capacidad de gestionar sistemas de información complejos de forma rápida y eficiente es fundamental para la productividad y la rentabilidad. El texto hace referencia a la relación poder de cómputo/costo, que ha experimentado un crecimiento vertiginoso en los últimos 15 años, facilitando el desarrollo y la implementación de estos sistemas de información.

3. Sistemas de Cómputo en Subsistema de Manufactura La Búsqueda de la Integración

Actualmente existen sistemas de cómputo para subsistemas específicos de un centro de manufactura, incluyendo CAD (Diseño Asistido por Computadora), CAM (Fabricación Asistida por Computadora), CAE (Ingeniería Asistida por Computadora), CAPP (Planeación de Procesos Asistida por Computadora), y CAT (Prueba Asistida por Computadora), entre otros. Cada subsistema posee sus propios sistemas de información, generalmente clasificados según su función genérica. Sin embargo, el texto enfatiza el esfuerzo de muchas personas por integrar todos estos sistemas en uno solo, buscando una gestión de información unificada y eficiente. Esta integración es esencial para evitar la redundancia de datos, mejorar la colaboración entre departamentos y optimizar el flujo de trabajo. La visión es lograr un sistema único que permita una visión holística de la producción y facilite la toma de decisiones basadas en información completa y precisa.

III.Planeación de Procesos de Maquinado Optimización de Recursos

Esta sección profundiza en la planeación de procesos, específicamente en procesos de maquinado. Se describe como el proceso de definir las operaciones necesarias para transformar la materia prima en un producto final, optimizando el uso de recursos como tiempo, herramientas y refrigerante. Se menciona la importancia de la estandarización en la planeación de procesos para industrias con alto volumen de producción, y la necesidad de contar con expertos en planeación con amplia experiencia. Palabras clave: Planeación de procesos, Procesos de maquinado, Optimización de recursos, Ingeniería de procesos, Tecnología de Grupos (GT).

1. Definición y Objetivo de la Planeación de Procesos

La planeación de procesos se define como la relación ordenada de actividades de transformación aplicadas a la materia prima para obtener una pieza o ensamblaje. El objetivo principal es lograr esta transformación utilizando el mínimo número de recursos, incluyendo el tiempo de maquinado, las herramientas, y el refrigerante. Se visualiza la planeación de procesos como un sistema integrado por máquinas-herramienta, herramientas, dispositivos de sujeción, materia prima y el conocimiento para transformarla, todo unido para manufacturar un conjunto de piezas con el mínimo consumo o desgaste de los elementos. Se trata de un proceso que busca optimizar los recursos y mejorar la eficiencia general del proceso productivo, minimizando los desperdicios y maximizando la productividad. La importancia de una correcta planeación radica en la optimización de los recursos empleados y en la consecución de una producción eficiente y rentable.

2. El Grado de Detalle en la Planeación De Talleres Caseros a la Industria a Gran Escala

El nivel de detalle requerido en la planeación de procesos varía significativamente dependiendo del tamaño y tipo de empresa. En un taller casero, la planeación suele ser responsabilidad del experto en manufactura, con un enfoque más empírico. Sin embargo, en industrias con altos volúmenes de producción, como la industria automotriz, la planeación debe ser detallada y, crucialmente, estandarizada. La estandarización es fundamental porque una sola persona no puede realizar ni poseer todo el conocimiento necesario para gestionar una producción a gran escala. Houtzeel, citado en el documento, señala que el planeador de procesos típico tiene un promedio de 40 años y una larga experiencia, destacando la escasez de profesionales con este tipo de conocimiento especializado. La necesidad de estandarización y la alta demanda de profesionales con experiencia resaltan la complejidad y la importancia estratégica de la planeación de procesos en la industria moderna.

3. Etapas en la Planeación de Procesos Análisis y Selección

El proceso de planeación implica varias etapas clave. Primero se debe comprender el diseño de la pieza, incluyendo sus características geométricas y dimensionales, así como el material a utilizar. Luego se realiza un análisis dimensional para determinar las tolerancias y evaluar la factibilidad de las opciones de herramientas, máquinas y dispositivos. Este análisis considera limitaciones técnicas de las máquinas-herramientas, las propias herramientas, los dispositivos de sujeción, y el sistema de producción. Finalmente, se selecciona un plan de producción, considerando múltiples alternativas y criterios de optimización como el consumo de recursos, la minimización de tiempos muertos en las máquinas, y la utilización de las máquinas menos eficientes para liberar otras más rentables. La experiencia del planeador juega un papel crucial en la toma de decisiones en esta etapa, buscando el balance entre eficiencia y rentabilidad.

4. Tecnología de Grupos GT y la Gestión del Conocimiento

Para mejorar la eficiencia de la planeación de procesos, se han desarrollado técnicas de agrupación de partes con similitudes en forma, dimensión y/o rutas de proceso, asignándoles un código. Estas técnicas se conocen como Tecnología de Grupos (GT). La formación de familias de partes, basada en las características de cada fábrica, permite la creación de planes de producción genéricos, reduciendo el esfuerzo necesario para cada pieza individual. Sin embargo, este método requiere de recursos significativos en el diseño del soporte y la definición de algoritmos de reconocimiento para clasificar las partes en las familias correspondientes. El conocimiento de procedimientos (Know-How) del experto de manufactura, adquirido a través de la experiencia y el intercambio de información, es crucial, pero a medida que la empresa crece, se requiere documentar y estandarizar este conocimiento. La gestión de este conocimiento y su actualización resulta esencial para la actualización constante de los diseños y la eficiencia del proceso productivo, un aspecto que a menudo se descuida en favor de la practicidad y la rapidez.

IV.Modelado 3D y Reconocimiento de Imágenes en la Manufactura

El documento explora diferentes enfoques para el modelado 3D, incluyendo la representación de armazón y la modelación particional. Se describe el uso de algoritmos para el reconocimiento de características geométricas y la creación de bases de conocimiento para clasificar tipos de vértices. Se destaca la importancia de integrar el diseño en tres dimensiones con la manufactura, buscando modelos manejables tanto gráfica como simbólicamente. Se menciona el software CADKEY como ejemplo de un sistema de diseño. Palabras clave: Modelado 3D, Reconocimiento de imágenes, Representación de sólidos, CADKEY, Diseño asistido por computadora, Algoritmos de reconocimiento.

V.Tendencias en Manufactura Diseño para la Manufacturabilidad y Producción Global

Finalmente, se discuten las tendencias actuales en manufactura, incluyendo el Diseño para la Manufacturabilidad (DFM) y la adaptación a una economía globalizada. Se resaltan las ventajas y desventajas de diferentes sistemas de modelado, y se concluye con la necesidad de sistemas que respondan al cambio y que integren diseño y manufactura de manera eficiente. Palabras clave: Diseño para la Manufacturabilidad (DFM), Producción global, Economía globalizada, Innovación en manufactura, Sistemas adaptativos.