Computer Integrated Manufacturing CIM (PDF) by jvelasquezc

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									                                                                                        Computer integrated
                                                                                            manufacturing
                                                                                                        CIM
                                                                                              José Antonio Velásquez Costa*


Resumen: CIM es un término que significa fabricación integrada por                                                          Introducción
computadora y está relacionado con la Automatización. CIM se
fundamenta en determinadas bases teóricas que han sido empleadas en
el sector industrial. Este artículo menciona y define los principales
                                                                              La Manufactura Integrada por Computadora (CIM),
términos sobre los cuales se fundamenta un CIM.
                                                                           acrónimo de Computer Integrated Manufacturing es una
Abstr act : CIM i s a t erm t hat mea ns Compu ter Integr at ed            filosofía y estrategia de producción, caracterizada por integrar
Manufacturing and its related with Automation. CIM is based on certain
                                                                           toda la información de las distintas áreas de una empresa
theoretical bases that have been employed in the industrial sector. This
article mentions and defines the main terms on which a CIM is              a través de sistemas informáticos y la utilización de
based.                                                                     equipos electrónicos para el control, supervisión y gestión
                                                                           de los procesos.


                                                                              C o m p ut er Int egr at e d M an uf act ur ing ( C I M) h a
                                                                           sido acuñado para denotar el uso de las computadoras en el
                                                                           diseño de los productos, el planeamiento de la producción,
                                                                           control de operaciones y asegurar el cumplimiento de todas
                                                                           las funciones del negocio requeridas en una fábrica.


                                                                              CIM incluye todas las actividades que se realizan para la
                                                                           fabricación de un producto, desde la percepción de la necesidad,
                                                                           la concepción, el diseño y su desarrollo, pasando por su
                                                                           producción, marketing y soporte del producto en uso.
                                                                           Además está ligado a la Automatización que es la utilización
                                                                           de técnicas y equipos para gobernar un proceso industrial en
                                                                           forma óptima y de manera automática.


                                                                              Antes que apareciera el término CIM, en las fábricas se
                                                                           manejaban otros como control numérico (NC), control
                                                                           numérico     computarizado       (CNC),        control    numérico
                                                                           distribuido (DNC), planeamiento de los requerimientos de
                                                                           materiales   (MRP),    planeamiento       de    los    recursos   de
                                                                           manufactura (MRP II), diseño asistido por computadora
                                                                           (CAD), manufactura asistida por computadora (CAM),
                                                                           diseño   y   manufactura       asistida    por        computadora
                                                                           (CAD/CAM), ingeniería asistida por computadora (CAE),
                                                                           etc. CIM se estructura sobre los cimientos de estas tecnologías
                                                                           y se explicará lo que significa cada uno de estos términos.


                                                                                                          Control Numérico (NC)

                                                                             Es una forma de automatización programable en la
                                                                           cual, en base a una serie de instrucciones codificadas




                                                                              • Jefe del Laboratorio CIM -Universidad Ricardo Palma.
                                                                                                                         Lima - Perú
( p r o gr a m a), s e g o b i er n a n t o d a s l a s a c c i on e s d e u n a                    Control Numérico Computarizado
máquina o mecanismo haciendo que é ste desarr olle una                                                             Distribuido (DNC)
secuencia de oper aciones y mov imient os pr ev iame nt e
e s t a b le c i d o s p o r el p r o gr a m a d or . Es a p r o p i a d o p a r a       Se refiere al modo de operación en la cual
volúmenes de producción bajos o medios, es más fácil escribir
                                                                                     múltiples m á q u i n a s d e C N C y o t r o s e q u i p o s d e
nuevos programas que realizar cambios en los equipos de
                                                                                     p r o d u c c i ó n (máquinas de medición, robots, etc.) son
mecanizado.
                                                                                     conectados a una computadora.

      El pr ogr ama de instr ucciones const a de una serie de
                                                                                         La transmisión directa de datos elimina el medio de
sentencias ejecutadas paso a paso que directamente dirigen el
                                                                                     almacenamiento usado tradicionalmente como disquetes.
equipo de mecanizado. El programa se escribe en un lenguaje
                                                                                     La característica esencial de un sistema DNC es la
especial (código).
                                                                                     administración           y     control        de     información           para
                                                                                     múltiples     máquinas           de     DNC,       en      la    cual,       la
                                               Control Numérico                      computadora                  puede            ll eg ar       a      asumir
                                            Computarizado (CNC)                      responsabilidad sobre funciones del CNC.

    Se refiere al control numérico de máquinas, generalmente
                                                                                         Ant er ior ment e,            los         C NC        t enían      p oc a
máquinas de herramientas. Normalmente este tipo de control se
                                                                                     capa cida d d e memoria, y transmitirían información
ejerce a través de un computador y la máquina está diseñada con
la finalidad de obedecer las instrucciones de un programa dado.                      bloque por bloque en tiempo real. Ahora los controles
Además, la computadora puede analizar la precisión con que                           de CNC modernos ya no tienen una dependencia
están programadas las piezas a fabricar y si existe la posibilidad                   crítica de la computadora del DNC, pueden trabajar
de reprogramarla antes de poner la máquina en marcha.                                independientemente una vez almacenado el programa en
                                                                                     su computadora.
      La decisión sobre cuando es necesario utilizar un CNC,
muchas veces, se resuelve en base a un análisis de producción y                                    Diseño Asistido por Computadora
rentabilidad. Sin embargo, en países coma el nuestro,                                                                       (CAD)
existe un factor inercial que impide a los empresarios realizar el
salt o t ecnológic o y a medid a que se m ot iv en sur gir án                            Puede ser definido como la actividad que involucra el
múltiples alt ernat iv as financier as y de pr oducción que                          use efectivo de la computadora para crear, modificar o
contribuirán a mejorar el aspecto de rentabilidad de este tipo de                    documentar          un       diseño      de     ingeniería.         CAD      es
inversión.                                                                           comúnmente asociado con el uso interactivo de un
                                                                                     sistema gráfico computacional llamado sistema CAD
      La tecnología CNC se emplea cuando: se tienen altos
volúmenes de producción, la frecuencia de producción de un                               El   CAD        proporciona          gráficos         interactivos      de
mismo artículo no es muy alta, el grado de complejidad d e                           apoyo al d is eñ o de pr o d u ct os y c o m p on ent e s,
los    artícul os      pr oduci dos       es    elev ado,      se    reali zan       her r am ie nt a s       y    especificaciones. Un diseñador,
cambios en un artículo a fin de darle actualidad o brindar                           con una pantalla de alta resolución, puede generar
una var iedad de modelos, es necesario un alt o grado de                             diferentes vistas de los ensambles y componentes,
precisión.                                                                           obtener gráficos en tres dimensiones, gráficos de corte
                                                                                     por secciones, ampliar zonas concretas, rotarlas, etc.
                                                                                     Estos diseños gráficos permiten a los ingenieros de
                                                                                     fabricación, proveedores y clientes, formarse una idea de
                                                                                     cómo va a ser el producto y facilitan, por tanto, el aporte
                                                                                     de sugerencias con anterioridad                       a    ser fabricado.
                                                                                     También contribuye a que el producto pueda ingresar
                                                                                     rápidamente al mercado, ayudando además, a sacar a
                                                                                     luz pr oblemas que, de otr o modo, no aparecerían
                                                                                     hasta después de lanzado.


                                                                                     Fabricación Asistida por Computadora
                                                                                                                    (CAM)

                                                                                         Implica el uso de computadoras para ayudar en
                                 Fresadora CNC                                       todas las f ases de la manuf act ur a de un pr oduct o,
                                                                                     incluyendo          la       planeac ión        del       pr oc es o   y     la
                                                                                     pr o d uc ci ón ,             m aq uin ad o,               calendarización,
                                                                                     administración y control de calidad.
   Se tr at a básicament e de sist emas que cont r olan las            rendimiento de las distintas modificaciones. El CAE
operaciones de las maquinas herramientas en una planta                 permite simular la reacción                       de     una       pieza    ante
industrial, éstas pueden desarrollar varias operaciones, por lo que    diferentes fuerzas y tensiones.
se les suministran instrucciones desde una computadora en
relación a los procedimientos que deberán llevar a cabo para
obtener los distintos tipos de artículos.
                                                                                   Planeación de los Requerimientos de
                                                                                                      Materiales (MRP)
   Ent r e los benef icio s de la aplica ción del C AM s e
encuentran; la posibilidad de utilizar casi por completo la                  El    princi pal           obj etiv o       de     un        MRP       es
mayor fiabilidad de las máquinas frente a la variabilidad              d e t e r m i n a r los requerimientos de componentes y
humana, la mayor consistencia entre los distint os items               materia prima, para ello, el MRP requiere de 3
fabricados y el ahorro de tiempo provocado por la menor                insumos: programa maestro de producción, registros
necesidad de tiempo de operarios.                                      del estado del inventario y lista de materiales.


                                                                             Ent r e l o s b en ef i ci o s d e un c or r e ct o u s o d el
                        Diseño y Fabricación Asistido por
                                                                       MR P e s t á n u n m a y o r s e r v i c i o y s a t i s f a c c i ó n
                               Computadora (CAD/CAM)                   del        cliente,          mayor          utilización              de     las
                                                                       instalaciones           y        la     mano      de         obra,        mejor
   Cuando         CAD    y   CAM    son     com bin ados     en   un
                                                                       planea ción        y    programa ción                  del    inv entario,
paquete informático integrado, se alude a ellos con el acrónimo
                                                                       respuesta más rápida a los cambios del mercado y los
CAD/CAM. Este sistema integrado permite la consecución de
                                                                       turnos, niveles de inventario reducidos sin disminuir
un vínculo entre las computadoras, posibilita que todas las
                                                                       el servicio al cliente.
funciones a desempeñar estén alimentadas por una base de
datos común que contiene planos, listas de materiales, hojas
de ruta y algún otro dato necesario. El rendimiento de la
                                                                                  Planeación de los Requerimientos de
fabricación puede ser mejorado si, al diseñar un determinado                                      Materiales II (MRP II)
artíc ul o, se tie nen en c uent a al m is mo ti em po las
características del proceso de producción o sus fases, las                   El MRP había incluido ya las limitaciones de
capacidades de las máquinas, los cambios de herramientas, las          capacidad del centr o de tr abajo, así que er a
necesidades de ajustes de soporte, el montaje, etc. Tanto la           obv io       que        el            término      "planeación               de
ingeniera de diseño y la de fabricación se basan en la definición de   requerimient o de mat eriales" ya no er a adecuado
los componentes tal como se ha concebido en el diseño; sin             para describir el sistema expandido.
embargo,    existen     algunas    diferencias   en   los   enfoques
seguidos por cada tipo de ingeniería, es especialmente                       La    Planeación            de     los    Requerimientos               de
impor t ant e analizar la inf or mación int egr alment e, los          Materiales II (MRP II) tiene aplicaciones importantes
pr oduct os de éxit o deben tener diseños que puedan ser               más        allá    de       la        pr ogr amación           y      de     la
fabricados de forma económica.                                         administración del inventar io. Es una técnica
                                                                       extremadamente               poderosa.          Una      vez       que     una
   La introducción de l os sistemas CAD/ CAM han                       empresa tiene el MRP instalado correctamente, los
permitido a las empresas que lo emplean tengan la capacidad            datos del invent ario se pueden enriquecer con las
de fabricar sus artículos/partes con una excelente calidad al          hor as       de    mano           de     obr a,        cost os       de     los
primer intento.                                                        mat er iales, cost o d el capit al o prácticamente por
                                                                       cualquier variable que sea recurso. Cuando el MRP es
                                                                       utilizado de esta manera generalmente se le refiere
         Ingeniería Asistida por Computador (CAE)
                                                                       como MRP II, y el término recurso sustituye al término
                                                                       requerimientos.
   La modernización de elementos finitos (finite — element
modelling) es otra tecnología que puede acelerar el ciclo de
desarrollo de los productos. Se trata de una técnica de simulación     Referencias bibliográficas
que permite a los ingenieros comprobar ciertas características
                                                                       Chase, Aquilino, Jacobs; Administración de Producción y
físicas de un objeto a través de la computadora, evitando, de
                                                                       Operaciones.
este modo, incurrir en los costes y retrasos de la construcción y      Groover, Mikell; Automation, Production Systems, and
prueba de prototipos. El objeto se describe mediante una               Computer Integrated Manufacturing;
colección de pequeños elementos finitos que han de unirse. La          Render, Heizer; Administración de Operaciones.
                                                                       Sipper, Bulfin; Planeación y Control de la Producción.
presión y deformación que caracterizan a cada elemento se              Teicholz, Orr; Computer Integrated Manufacturing
describen mediante ecuaciones, cuya solución simultánea sirve          Handbook. Walker, Jack; Handbook of
para determinar el comportamiento de la estructura conjunta.           Manufacturing Engineering.
El diseñ o pue de ser r ev isad o, es p osible r ecalc ula r el

								
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