jueves, 23 de junio de 2011

Automatización Industrial - Control Numerico por Computadora (CNC)


INTRODUCCIÓN AL CONTROL NUMÉRICO COMPUTARIZADO
El CNC tuvo su origen a principios de los años cincuenta en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), en donde se automatizó por primera vez una gran fresadora.
En esta época las computadoras estaban en sus inicios y eran tan grandes que el espacio ocupado por la computadora era mayor que el de la máquina.
Hoy día las computadoras son cada vez más pequeñas y económicas, con lo que el uso del CNC se ha extendido a todo tipo de maquinaria: tornos, rectificadoras, eletroerosionadoras, máquinas de coser, etc.
CNC significa "control numérico computarizado".
En una máquina CNC, a diferencia de una máquina convencional o manual, una computadora controla la posición y velocidad de los motores que accionan los ejes de la máquina. Gracias a esto, puede hacer movimientos que no se pueden lograr manualmente como círculos, líneas diagonales y figuras complejas tridimensionales.
Las máquinas CNC son capaces de mover la herramienta al mismo tiempo en los tres ejes para ejecutar trayectorias tridimensionales como las que se requieren para el maquinado de complejos moldes y troqueles como se muestra en la imagen.
En una máquina CNC una computadora controla el movimiento de la mesa, el carro y el husillo. Una vez programada la máquina, ésta ejecuta todas las operaciones por sí sola, sin necesidad de que el operador esté manejándola. Esto permite aprovechar mejor el tiempo del personal para que sea más productivo.
El término "control numérico" se debe a que las órdenes dadas a la máquina son indicadas mediante códigos numéricos. Por ejemplo, para indicarle a la máquina que mueva la herramienta describiendo un cuadrado de 10 mm por lado se le darían los siguientes códigos:
G90 G71
G00 X0.0 Y0.0
G01 X10.0
G01 Y10.0
G01 X0.0
G01 Y0.0
Un conjunto de órdenes que siguen una secuencia lógica constituyen un programa de maquinado. Dándole las órdenes o instrucciones adecuadas a la máquina, ésta es capaz de maquinar una simple ranura, una cavidad irregular, la cara de una persona en altorrelieve o bajorrelieve, un grabado artístico un molde de inyección de una cuchara o una botella... lo que se quiera.
 Al principio hacer un programa de maquinado era muy difícil y tedioso, pues había que planear e indicarle manualmente a la máquina cada uno de los movimientos que tenía que hacer. Era un proceso que podía durar horas, días, semanas. Aún así era un ahorro de tiempo comparado con los métodos convencionales.
Actualmente muchas de las máquinas modernas trabajan con lo que se conoce como "lenguaje conversacional" en el que el programador escoge la operación que desea y la máquina le pregunta los datos que se requieren. Cada instrucción de este lenguaje conversacional puede representar decenas de códigos numéricos. Por ejemplo, el maquinado de una cavidad completa se puede hacer con una sola instrucción que especifica el largo, alto, profundidad, posición, radios de las esquinas, etc. Algunos controles incluso cuentan con graficación en pantalla y funciones de ayuda gerométrica. Todo esto hace la programación mucho más rápida y sencilla.
También se emplean sistemas CAD/CAM que generan el programa de maquinado de forma automática. En el sistema CAD (diseño asistido por computadora) la pieza que se desea maquinar se diseña en la computadora con herramientas de dibujo y modelado sólido. Posteriormente el sistema CAM (manufactura asistida por computadora) toma la información del diseño y genera la ruta de corte que tiene que seguir la herramienta para fabricar la pieza deseada; a partir de esta ruta de corte se crea automaticamente el programa de maquinado, el cual puede ser introducido a la máquina mediante un disco o enviado electronicamente.
Hoy día los equipos CNC con la ayuda de los lenguajes conversacionales y los sistemas CAD/CAM, permiten a las empresas producir con mucha mayor rapidez y calidad sin necesidad de tener personal altamente especializado.
CONTROL NUMÉRICO EN LA INGENIERÍA INDUSTRIAL
Definición general:
Se considera control numérico a todo dispositivo capaz de dirigir posicionamientos de un órgano mecánico móvil, en el que las órdenes relativas a los desplazamientos del móvil son elaboradas en forma totalmente automática a partir de informaciones numéricas definidas, bien manualmente o por medio de un programa.
ÁMBITO DE APLICACIÓN DEL CONTROL NUMÉRICO:
Como ya se mencionó, las cuatro variables fundamentales que inciden en la bondad de un automatismo son: productividad, rapidez, precisión y velocidad.
De acuerdo con estas variables, vamos a analizar qué tipo de automatismo es el más conveniente de acuerdo al número de piezas a fabricar. Series de fabricación:
Grandes series: (mayor a 10.000 piezas)
Esta producción está cubierta en la actualidad por las máquinas transfert, realizadas por varios automatismos trabajando simultáneamente en forma sincronizada. Series medias: (entre 50 y 10.000)
Existen varios automatismos que cubren esta gama, entre ellos los copiadores y los controles numéricos. La utilización de estos automatismos dependerá de la precisión, flexibilidad y rapidez exigidas. El control numérico será especialmente interesante cuando las fabricaciones se mantengan en series comprendidas entre 5 y 1.000 piezas que deberás ser repetidas varias veces durante el año. Series pequeñas: (menores a 5 piezas) Para estas series, la utilización del control numérico suele no ser rentable, a no ser que la pieza sea lo suficientemente compleja como para justificarse su programación con ayuda de una computadora. Pero en general, para producciones menores a cinco piezas, la mecanización en máquinas convencionales resulta ser más económica. A continuación, podemos ver un gráfico que ilustra de forma clara lo expresado anteriormente.
VENTAJAS DEL CONTROL NUMÉRICO:
 Las ventajas, dentro de los parámetros de producción explicados anteriormente son:
Posibilidad de fabricación de piezas imposibles o muy difíciles. Gracias al control numérico se han podido obtener piezas muy complicadas como las superficies tridimensionales necesarias en la fabricación de aviones.
Seguridad. El control numérico es especialmente recomendable para el trabajo con productos peligrosos.
Precisión. Esto se debe a la mayor precisión de la máquina herramienta de control numérico respecto de las clásicas.
Aumento de productividad de las máquinas. Esto se debe a la disminución del tiempo total de mecanización, en virtud de la disminución de los tiempos de desplazamiento en vacío y de la rapidez de los pocisionamientos que suministran los sistemas electrónicos de control.
Reducción de controles y desechos. Esta reducción es debida fundamentalmente a la gran fiabilidad y repetitividad de una máquina herramienta con control numérico. Esta reducción de controles permite prácticamente eliminar toda operación humana posterior, con la subsiguiente reducción de costos y tiempos de fabricación.
CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL NUMÉRICO.
 Se dividen fundamentalmente en:
Equipos de control numérico de posicionamiento o punto a punto.
Equipos de control numérico de contorneo.
 Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior
Supongamos una pieza colocada sobre la mesa (ver figura), y que en el punto A se quiere realizar una perforación. Sea el eje X el eje longitudinal de la mesa y el eje Y el eje transversal. B representa la proyección del eje del útil sobre la mesa. El problema de llevar el punto A al punto B se puede resolver de las siguientes formas:
Accionar el motor del eje Y hasta alcanzar el punto A´y a continuación el motor del eje X hasta alcanzar al punto B.
Análogo al anterior, pero accionando primero el motor del eje longitudinal y después el del transversal. Estos dos modos de posicionamiento reciben el nombre de posicionamiento secuencial y se realiza normalmente a la máxima velocidad que soporta la máquina.
Accionar ambos motores a la vez y a la misma velocidad. En este caso la trayectoria seguida será una recta de 45º. Una vez llegado la altura del punto B, el motor del eje Y será parado para continuar exclusivamente el motor del eje X hasta llegar al punto B. Este tipo de posicionamiento recibe el nombre de posicionamiento simultáneo (punto a punto).
Accionamiento secuencial de los motores pero realizando la aproximación a un punto siempre en el mismo sentido. Este tipo de aproximación recibe el nombre de aproximación unidireccional y es utilizado exclusivamente en los posicionamientos punto a punto.
En un sistema punto a punto, el control determina, a partir de la información suministrada por el programa y antes de iniciarse el movimiento, el camino total a recorrer. Posteriormente se realiza dicho posicionamiento, sin importar en absoluto la trayectoria recorrida, puesto que lo único que importa es alcanzar con precisión y rapidez el punto en cuestión.
Siempre que se quiera realizar trayectorias que no sean paraxiales (rectas según los ejes) es necesario que el sistema de control posea características especiales.
Los equipos que permiten generar curvas reciben el nombre de equipos de contorneo.
Los sistemas de contorneo gobiernan no sólo la posición final sino también el movimiento en cada instante de los ejes en los cuales se realiza la interpolación. En estos equipos deberá existir una sincronización perfecta entre los distintos ejes, controlándose, por tanto, la trayectoria real que debe seguir la herramienta. Con estos sistemas se pueden generar recorridos tales como rectas con cualquier pendiente, arcos de circunferencia, cónicas o cualquier otra curva definible matemáticamente. Estos sistemas se utilizan, sobre todo, en fresados complejos, torneados, etc.
Por último, se puede decir que un equipo de control numérico paraxial puede efectuar los trabajos que realiza un equipo punto a punto y un equipo de contorneo podrá realizar los trabajos propios de los equipos punto a punto y paraxial.
 ARQUITECTURA GENERAL DE UN CONTROL NUMÉRICO.
 Podemos distinguir cuatro subconjuntos funcionales:
Unidad de entrada – salida de datos.
Unidad de memoria interna e interpretación de órdenes.
Unidad de cálculo.
Unidad de enlace con la máquina herramienta y servomecanismos.
 En la figura de la pagina siguiente se muestra un diagrama funcional simplificado de un control numérico de contorneo de tres ejes.
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UNIDAD DE ENTRADA – SALIDA DE DATOS
 La unidad entrada de datos sirve para introducir los programas de mecanizado en el equipo de control numérico, utilizando un lenguaje inteligible para éste.
En los sistemas antiguos se utilizaron para la introducción de datos sistemas tipo ficha (Data Modul) o preselectores (conmutadores rotativos codificados); los grandes inconvenientes que presentaron estos métodos, sobre todo en programas extensos, provocó su total eliminación.
Posteriormente se utilizaba para dicho propósito la cinta perforada (de papel, milar o aluminio), por lo que el lector de cinta se constituía en el órgano principal de entrada de datos.
Esta cinta era previamente perforada utilizando un perforador de cinta o un teletipo. El número de agujeros máximo por cada carácter era de ocho (cinta de ocho canales). Además de estos agujeros, existía otro de menor tamaño, ubicado entre los canales 3 y 4 que permitía el arrastre de la cinta.
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Los primeros lectores de cinta fueron electromecánicos; los cuales utilizaban un sistema de agujas palpadoras que determinaban la existencia de agujeros o no en cada canal de la cinta, luego esto actuaba sobre un conmutador cuyos contactos se abren o cierran dependiendo de la existencia o no de dichos agujeros.
Luego se utilizaron lectores de cinta fotoeléctricos, los cuales permitían una velocidad de lectura de cinta muy superior. Los mismos constaban de células fotoeléctricas, fotodiodos o fototransistores como elementos sensores. Estos elementos sensibles a la luz, ubicados bajo cada canal de la cinta (incluso bajo el canal de arrastre). Una fuente luminosa se colocaba sobre la cinta, de tal forma que cada sensor producía una señal indicando la presencia de un agujero que sería amplificada y suministrada al equipo de control como datos de entrada.
Otro medio que se utilizaba para la entrada de datos era el cassette, robusto y pequeño, era más fácil de utilizar, guardar y transportar que la cinta, siendo óptima su utilización en medios hostiles. Su capacidad variaba entra 1 y 5 Mb.
Luego comenzó a utilizarse el diskette. Su característica más importante era la de tener acceso aleatorio, lo cual permitía acceder a cualquier parte del disco en menos de medio segundo. La velocidad de transferencia de datos variaba entre 250 y 500 Kb / s.
Con la aparición del teclado como órgano de entrada de datos, se solucionó el problema de la modificación del programa, que no podía realizarse con la cinta perforada, además de una rápida edición de programas y una cómoda inserción y borrado de bloques, búsqueda de una dirección en memoria, etc.
 UNIDAD DE MEMORIA INTERNA E INTERPRETACIÓN DE ÓRDENES.
Tanto en los equipos de programación manual como en los de programación mixta (cinta perforada o cassette y teclado), la unidad de memoria interna almacenaba no sólo el programa sino también los datos máquina y las compensaciones (aceleración y desaceleración, compensaciones y correcciones de la herramienta, etc.). Son los llamdos datos de puesta en operación.
En las máquinas que poseían sólo cinta perforada como entrada de datos, se utilizaba memorias buffer.
Luego, con el surgimiento del teclado y la necesidad de ampliar significativamente la memoria (debido a que se debía almacenar en la misma un programa completo de mecanizado) se comenzaron a utilizar memorias no volátiles (su información permanece almacenada aunque desaparezca la fuente de potencia del circuito, por ejemplo en el caso de un fallo en la red) de acceso aleatorio (denominadas RAM) del tipo CMOS.
Además poseían una batería denominada tampón, generalmente de níquel – cadmio, que cumplían la función de guardar durante algunos días (al menos tres) todos los datos máquina en caso de fallo en la red.
Una vez almacenado el programa en memoria, inicia su lectura para su posterior ejecución.
Los bloques se van leyendo secuencialmente. En ellos se encuentra toda la información necesaria para la ejecución de una operación de mecanizado.
UNIDAD DE CÁLCULO: Una vez interpretado un bloque de información, esta unidad se encarga de crear el conjunto de órdenes que serán utilizadas para gobernar la máquina herramienta.
Como ya se dijo, este bloque de información suministra la información necesaria para la ejecución de una operación de mecanizado. Por lo tanto, una vez el programa en memoria, se inicia su ejecución. El control lee un número de bloques necesario para la realización de un ciclo de trabajo. Estos bloques del programa son interpretados por el control, que identifica:
la nueva cota a alcanzar (x, y, z del nuevo punto en el caso de un equipo de tres ejes), velocidad de avance con la que se realizará el trayecto, forma a realizar el trayecto, otras informaciones como compensación de herramientas, cambio de útil, rotación o no del mismo, sentido, refrigeración, etc.). La unidad de cálculo, de acuerdo con la nueva cota a alcanzar, calcula el camino a recorrer según los diversos ejes.
SERVOMECANISMOS: La función principal de un control numérico es gobernar los motores (servomotores) de una máquina herramienta, los cuales provocan un desplazamiento relativo entre el útil y la pieza situada sobre la mesa. Si consideramos un desplazamiento en el plano, será necesario accionar dos motores, en el espacio, tres motores, y así sucesivamente.
En el caso de un control numérico punto a punto y paraxial, las órdenes suministradas a cada uno de los motores no tienen ninguna relación entre sí; en cambio en un control numérico de contorneo, las órdenes deberán estar relacionadas según una ley bien definida.
Para el control de los motores de la máquina herramienta se pueden utilizar dos tipos de servomecanismos, a lazo abierto y a lazo cerrado.
En los de lazo abierto, las órdenes a los motores se envían a partir de la información suministrada por la unidad de cálculo, y el servomecanismo no recibe ninguna información ni de la posición real de la herramienta ni de su velocidad.
No así en un sistema de lazo cerrado, donde las órdenes suministradas a los motores dependen a la vez de las informaciones enviadas por la unidad de cálculo y de las informaciones suministradas por un sistema de medidas de la posición real por medio de un captador de posición (generalmente un encoder), y uno de medida de la velocidad real (tacómetro), montados ambos sobre la máquina.

Extraído de la página:

miércoles, 22 de junio de 2011

Automatización Industrial - Qué es un PLC


¿QUE ES UN PLC?

Estructura de un PLC

PLC
Un PLC se puede definir como un sistema basado en un microprocesador. Sus partes fundamentales son la Unidad Central de Proceso (CPU), la Memoria y el Sistema de Entradas y Salidas (E/S). La CPU se encarga de todo el control interno y externo del PLC y de la interpretación de las instrucciones del programa. En base a las instrucciones almacenadas en la memoria y en los datos que lee de las entradas, genera las señales de las salidas. La memoria se divide en dos, la memoria de solo lectura o ROM y la memoria de lectura y escritura o RAM.


La memoria ROM almacena programas para el buen funcionamiento del sistema.



PLC EstructuraLa memoria RAM está conformada por la memoria de datos, en la que se almacena la información de las entradas y salidas y de variables internas y por la memoria de usuario, en la que se almacena el programa que maneja la lógica del PLC.

El sistema de Entradas y Salidas recopila la información del proceso (Entradas) y genera las acciones de control del mismo (salidas). Los dispositivos conectadas a las entradas pueden ser Pulsadores, interruptores, finales de carrera, termostatos, presostatos, detectores de nivel, detectores de proximidad, contactos auxiliares, etc. Al igual, los dispositivos de salida son también muy variados: Pilotos, relés, contactores, Drives o variadores de frecuencia, válvulas, etc.

Entradas y salidas (E/S) - Inputs and Outputs (IO)

PLC EstructuraLas entradas y salidas (E/S) de un PLC son digitales, analógicas o especiales. Las E/S digitales se identifican por presentar dos estados diferentes: on u off, presencia o ausencia de tensión, contacto abierto o cerrado, etc. Los niveles de tensión de las entradas más comunes son 5 VDC, 24 VDC, 48 VDC y 220 VAC. Los dispositivos de salida más frecuentes son los relés.

Las E/S análogas se encargan de convertir una magnitud analógica (tensión o corriente) equivalente a una magnitud física (temperatura, flujo, presión, etc.) en una expresión binaria. Esto se realiza mediante conversores analógico-digitales (ADC's). Por último, las E/S especiales se utilizan en procesos en los que con las anteriores E/S vistas son poco efectivas, bien porque es necesario un gran número de elementos adicionales, bien porque el programa necesita de muchas instrucciones o por protocolos especiales de comunicación que se necesitan para poder obtener el dato requerido por el PLC (HART, Salidas de trenes de impulso, motores paso a paso).

Funcionamiento del PLC

Cuando se pone en marcha el PLC lo primero que este realiza es una lista de chequeos internos para dar permitir que todo desde el inicio este en buenas condiciones y todo esté debidamente conectado (Power Supply, conexiones de entradas y salidas).

PLCUna vez efectuadas estas comprobaciones y son aprobadas, la CPU inicia la exploración del programa y reinicializa. Esto último si el autómata se encuentra en modo RUN (marcha), ya que de estar en modo STOP (paro) aguardaría, sin explorar el programa, hasta la puesta en RUN. Al producirse el paso al modo STOP o si se interrumpe la tensión de alimentación durante un tiempo lo Suficientemente largo, la CPU detiene la exploración del programa y luego pone a cero, es decir, desactiva todas las salidas. Mientras se está ejecutando el programa, la CPU realiza en intervalos continuos de tiempo distintas funciones de diagnóstico (watch-dog). Cualquier singularidad que se detecte se mostrará en los indicadores de diagnóstico del procesador y dependiendo de su importancia se generará un código de error o se parará totalmente el sistema. El tiempo total del ciclo de ejecución viene determinado por los tiempos empleados en las distintas operaciones. El tiempo de exploración del programa es variable en función de la cantidad y tipo de las instrucciones así como de la ejecución de subrutinas. El tiempo de exploración es uno de los parámetros que caracteriza a un PLC y generalmente se suele expresar en milisegundos por cada mil instrucciones. Para reducir los tiempos de ejecución, algunas CPU's constan de dos o más procesadores que operan simultáneamente y están dedicados a funciones específicas.

Programar la memoria de un PLC

PLC Allen BradleyAl programar un PLC se necesita una interfaz entre el operador y el PLC para introducir en la memoria de usuario el programa con las instrucciones que definen las secuencias de control. Normalmente esta interfaz se lleva acabo a través de software instalados en Computadores personales (PC). Dependiendo del tipo de PLC el equipo de programación produce unos códigos de instrucción directamente ejecutables por el procesador o bien un código intermedio, que es interpretado por un programa residente en el procesador (firmware).

Las funciones que estos equipos o software de programación son la edición y modificación del programa, detección de errores, archivamiento de programas (discos duros) y monitoreo en línea de variables. La conexión del PC al PLC comúnmente se realiza mediante una conexión en serie (generalmente la RS-232C o la RS-422). Hoy en día existen distintos puertos disponibles según la marca del PLC.


Extraído de la página:
http://www.rocatek.com/forum_plc2.php

Automatización Industrial



La automatizacion industrial, es el uso de sistemas que son computarizados para llevar a cabo el manejo y el control de maquinas y procesos industriales, las cuales son manejados por personas especializadas.

Ya que reduce  ampliamente los esfuerzos físicos y la mentalidad de la persona  en el momento de trabajo.
Principalmente la automatización industrial, están incluidos sensores y transmisores, sistemas de control y varias aplicaciones de software, así  se pueden cumplir los procesos industriales.

Existen dos tipos distintos de procesos industriales las cuales son: DCS o Sistema de Control Distribuido, y PLC o Controlador Lógico Programable (es una gran ampliación en industrias como por ejemplo la textil). El primero era antiguamente orientado a procesos de tipo análogos, mientras que el segundo se utilizaba en procesos de tipo discreto Actualmente ambos equipos se parecen cada vez más, y cualquiera de los dos puede ser utilizado en todo tipo de procesos.

También se ven comúnmente en esta área, comunicaciones con los PLCs y otras computadoras, para labores tales como introducir y monitorear temperaturas o presiones para controles automáticos o respuesta a mensajes de alarma. El personal de servicio que monitorea y controla estas interfaces son conocidos como ingenieros de estación.

La automatización, ha estado siempre con los avances tecnológicos, pues nunca se queda detrás por que  es un gran beneficio donde crea aparatos para que facilite la vida cotidiana.

El mas principal proceso de maquinas computarizadas en los complejo sistemas de automatización, donde ha facilitado el trabajo humano, ha sido los robots.

Extraído del Blog
http://ruben-automatizacion-industrial-sena.blogspot.com/2011_02_01_archive.html

lunes, 20 de junio de 2011

Reglamento de Clases Admin. de la Produccion II (junio 2011)


1- Se formarán equipos de trabajo de 4 personas y máximo 5, los cuales no podrán ser cambiados durante el transcurso del desarrollo de la materia.
2- El equipo designará un capitán de equipo, este tendrá la tarea de ser el canal de comunicación directo en representación del equipo con el profesor.
3- El equipo diseñará un producto que desee manufacturar durante el desarrollo de las clases, el mismo deberá servir para todas las prácticas que habrá durante el curso, al momento de haber elegido un producto, el capitán de equipo deberá comunicar al profesor el producto elegido con su respectivo diseño. LA FECHA MÁXIMA DE COMUNICACIÓN SERA EL DIA VIERNES 24/06/2011. En caso de haber elegido un producto que luego de haber sido analizado parece ser inviable su manufactura por cuestiones de tiempo y/o dinero, el equipo podrá elegir un nuevo producto pero deberá iniciar el proceso nuevamente.
4- Se requiere de la participación activa de cada integrante del equipo.
5- Cada participante será evaluado por sus compañeros de equipo semana a semana de acuerdo a su desempeño en todas las actividades que se requieran realizar.
6- Los aspectos a evaluar para aprobar el curso son:





7- La evaluación será realizada cada viernes y enviada al profesor CON EL MISMO FORMATO DE LA TABLA EN EL APARTADO NRO. 6 EN FORMATO .XLS DEL SOFTWARE EXCEL. En caso de  que un compañero no envíe la evaluación de uno de sus compañeros, SEA EL MOTIVO QUE FUERE, éste automáticamente estará restando puntaje y perjudicando al mismo. DIA LIMITE DE ENVIO DE EVALUACIONES: TODOS LOS LUNES HASTA LAS 12:00.
8- Las evaluaciones enviadas por cada alumno serán sumadas y promediadas por el profesor para obtener el puntaje semanal y final.
9- Los 20 y 40 puntos restantes para el primer parcial y el examen final serán evaluados por medio de un examen respectivamente.
10- Los alumnos contarán con material de apoyo en un blog que será actualizado semana a semana por el profesor cuya dirección es: www.admin-produccion.blgospot.com

11- Cada equipo expondrá una unidad del curso de manera obligatoria.
12- Todos los equipos deberán investigar, preparar sus diapositivas en POWER POINT, reservar un proyector en secretaría para su exposición y llevar su propia computadora. En caso de no contar con una, solicitarán al profesor el uso de su computadora asegurándose de que el archivo a ser expuesto esté libre de virus.
13- Las unidades a exponer son las siguientes:
a. Equipo 1 – Unidad 2. Tecnología de la producción
b. Equipo 2 – Unidad 3. Diseño de Producto y Selección del proceso
c. Equipo 3 – Unidad 4. Desarrollo de nuevos productos
d. Equipo 4 – Unidad 5. Fabricación o Manufactura JIT (Just in Time)
e. Equipo 5 – Unidad 6. Administración de la Calidad de la Producción
f. Equipo 6 – Unidad 7. Control de la Calidad




jueves, 16 de junio de 2011

Distribución de servicio - Caso: Renovación de licencias estatales de conducir


Henry Coupe, administrador de una sucursal metro­politana del departamento de vehículos automotrices del estado, trató de hacer un análisis de las operaciones para renovar las licen­cias de los conductores. Después de examinar el proceso de reno­vación de licencias, identificó los pasos y los tiempos asociados requeridos para desempeñar cada paso, como se muestra en la fi­gura de abajo.





                                                            Figura 1


Coupe encontró que cada paso estaba asignado a una persona diferente. Cada solicitud erun  proceso separado como se muestra en lfigura 1. Coupdeterminó que soficina debía estar preparada para atender la máxima demanda, equivalente a procesar 120 solicitudes drenovació por hora.


Observó que el trabajo entre los empleados estaba dividido eformdesigual que la empleadresponsablde verificar las violaciones de tránsito tendía a abreviar su tarea con el fin de mante­nersea la par con sus compañeros. Se formaban largas filas duran­te los periodos de máxima demanda.


Coupe también encontró que los trabajo1,2,3 Y 4 quedaban a cargo de los empleados generalesa quienes les pagaban 12 dó­lares por hora. El trabajo 5 estaba a cargo de un fotógrafoa quien le pagaban 16 dólarepor horaEn cuanto al trabajo 6la expedi­cióde licencias temporales, la policía estatal requería que lo ma­nejara un oficial de tránsito uniformado. A looficiales les pagaban 18 dólares por hora, pero podían asignarlos a cualquier trabajoexcepto al de fotografía.

Una revisión de los trabajos indicó que el trabajo 1la revisión dla solicitud para ver si era correctadebía llevarse a cabo antes que cualquier otro paso. De una manera similarel trabajo 6expe­dir llicencia temporal, no podía desempeñarse hasta haber termi­nado el resto de los pasosA las sucursales les cobraban 20 dólarepor hora por cada cámara que utilizaran para tomar las fotografías.

Coupe se encontraba bajo una severa presión para incrementar la productividad y reducir los costos. Para empeorar las cosas, el director regional del departamento de vehículos automotrices le había advertido que de no satisfacer la demanda de renovaciones "caerían muchas cabezas".



CUESTIONARIO




  1. ¿Cuál es el número máximo de solicitudes por hora que puede manejarse con la configuración actual del proceso? 
  2. ¿Cuántas solicitudes pueden procesarse por hora si se aña­de un segundo empleado a la verificación de violaciones?
  3. Suponiendo la adición de un empleado, ¿cuál es el número máximo de solicitudes que puede manejar el proceso?
  4. ¿Cómo sugeriría usted que se modificara el proceso con el fin de atender 120 solicitudes por hora? 

Distribución de servicio - Caso: Soteriou's Souvlaki

Soteriou levanta la vista del piso que está limpiando. Las luces están encendidas. Esto quiere decir que al fin han conectado la energía y que muy pronto su restaurante reabrirá aquí, en su nueva ubicación.

Soteriou's Souvlaki es un caso típico de pequeños establecimientos de comida alrededor del perímetro de la universidad. El restaurante, que se especializa en comida griega - souvlaki (brochetas de cordero), gyros, tiropita (pastelillos rellenos de queso) y baklava (un postre de miel y pistaches) -, ha sido muy popular entre los estudiantes.

Las operaciones son similares a las de muchos restaurantes de comida rápida. Los clientes entran y se forman en fila cerca de la caja registradora para hacer su pedido y pagar. Los alimentos se preparan y entregan al cliente en el mostrador principal. Las bebidas son de autoservicio y los clientes recogen todo de las mesas cuando se van. La cocina por lo general está a cargo de Soteriou y cuenta con un ayudante que atiende la caja registradora.

Hasta hace poco, Soteriou's estaba ubicado en un área de la localidad dedicada a la comida, pero los daños causados por un terremoto, las restricciones de espacio y las condiciones sanitarias deterioradas impulsaron a Soteriou a mudar su restaurante a un área nueva. La nueva instalación es un edificio pequeño y autónomo en el que vendían hamburguesas. Aun cuando los antiguos propietarios han retirado todo el equipo y las mesas, todavía queda el mostrador de servicio, largo y fijo, que separa físicamente las áreas de la cocina y del comedor. (Véase la figura de este apartado).
Consciente de la creciente preocupación de los estudiantes por la salud (y tal vez entusiasmado por el espacio extra en el nuevo edificio), Soteriou ha decidido añadir al nuevo restaurante una barra de ensaladas de autoservicio. La barra de ensaladas será muy parecida a la de otros restaurantes, pero con un leve aire de mediterráneo.

La nueva cocina no es mucho más grande que la antigua, e incluso es más angosta. Para preparar las especialidades griegas en la nueva cocina, Soteriou necesitará un horno/asador, un refrigerador, una mesa de preparación (con recipientes fríos y calientes para los condimentos, platos adicionales y pan pita), un asador vertical para la carne gyros y un mostrador de exhibición para las tiropitas, la baklava y los vasos para la máquina de bebidas de autoservicio.

La nueva área del comedor incluirá secciones de fumar y no fumar, máquinas de bebidas de autoservicio un área para las filas frente a la caja registradora. Por supuesto, la ubicación de la caja registradora será importante para la disposición de las áreas, tanto de la cocina como del comedor.

Apoyado en el mango del trapeador, Soteriou recorre con la mirada el piso limpio y vacío. Ansioso de abrir el nuevo local, ya ha pedido todo el equipo necesario, ¿pero en dónde lo instalará? Por desgracia, el equipo llegará hasta el día siguiente por la mañana, y una vez que lo entreguen los hombres que lo llevarán, será dificil que Soteriou y su ayudante lo puedan cambiar de lugar sin la ayuda de alguien más.

PREGUNTA:

Las matrices en las figuras que están abajo, muestran la importancia de la proximidad entre el equipo de la cocina y los elementos del área del comedor. Utilice una planeación sistemática de la distribución (ponderando las referencias numéricas) para desarrollar una distribución del suelo para las áreas de cocina y comedor de Soteriou's Souvlaki.





Distribución de las Instalaciones

Resumen del Capítulo "DISTRIBUCION DE LAS INSTALACIONES" 


Formatos básicos de la distribución para la producción:

  • Distribución por procesos
  • Distribución por productos
  • Distribución por Grupos de Tecnologías
  • Distribución por posición fija
Distribución por procesos

La distribución por procesos, es un tipo de distribución en donde se agrupan máquinas o equipos que tienen funciones similares (como en un taller metal-mecánico), las fresadoras en un grupo, las sierras en otro grupo, los tornos en otro grupo, las máquinas de soldar en otro, etc.

Es decir, el acomodo de los departamentos están basados en las funciones que se desarrollan dentro de cada uno, esto siempre y cuando se esté operando con SEGURIDAD.

Distribución por productos

En una distribución por productos, el equipo o los departamentos se dedican exclusivamente a una línea de productos en particular. Este acomodo es usual cuando existe un alto volumen de producción.

  • Líneas de Ensamble: el término línea de ensamble se refiere al ensamble progresivo unificado por algún dispositivo de manejo de materiales. Dentro de una línea de ensamble el trabajo final se descompone en pequeñas tareas que son realizadas por los operarios que trabajan dentro de la misma. Por ejemplo, la tarea grande de ensamblar un auto se descompone en pequeñas tareas como "Poner llantas traseras", para que luego en la siguiente estación de trabajo otro u otros operarios hagan la tarea de "Poner llantas delanteras", y así sucesivamente.
Balanceo de la línea de ensamble

Dentro de una línea de producción existe un tiempo de ciclo de la estación de trabajo, que en teoría es el tiempo que toma a una unidad de producto terminado salir de la última estación de trabajo. El objetivo del balanceo de la linea de ensamble es hacer que todas las estaciones de trabajo operen al mismo ritmo de trabajo, es decir, que la estración "A" tarde 50 segundos, que la estación "B" tarde 50 segundos, etc.

Los pasos para balancear una línea de ensamble son los siguientes:

1- Hacer un diagrama de precedencia (esto es, dibujar gráficamente con círculos y flechas las tareas a realizar y las que le siguen)
2- Determinar el tiempo de ciclo de la estación de trabajo (C) por medio de la siguiente fórmula:

C=            Tiempo de producción por día         
      Producción requerida por día (en unidades)

3- Determinar el número de estaciones de trabajo que se requieren en la línea de ensamble a través de la siguiente fórmula:

N =     Suma de los tiempos de las tareas (T)     
                      Tiempo de ciclo

4- Seleccionar una regla proncipal para asignar las tareas a las estaciones de trabajo y una regla secundaria para romper los empates

5- Asignar las tareas una a la vez, a la primera estación de tranajo, hasta que la suma de los tiempos de las tareas sea igual al tiempo del ciclo de la estación de trabajo, o bien hasta que ninguna otra tarea sea factible debido al tiempo o a las restricciones de la secuencia. Repetir el proceso para la estación de trabajo 2, 3, 4, etc. hasta haber asignado todas las tareas

6- Evaluar la eficiencia del balanceo derivado utilizando la siguiente fórmula:

Eficiencia=                                          Suma de todos los tiempos                                                               
                    Número real de estaciones de trabajo (N) x Tiempo de ciclo de la estación de trabajo (C)

7- Si la eficiencia es insatisfactoria, vuelva a balancear utilizando una regla de decisión diferente.

Ejemplo de balanceo de una línea de ensamble que ensambla una camioneta con una demanda de 500 unidades por día, con un tiempo de producción diario de 420 minutos, esto es:

C= Tiempo de producción por día = 60 seg x 420 min = 25.200 = 50,4 segundos
               Producción por día               500 unidades         500   

Gráfico 1


                                                                                 Gráfico 2

N= T = 195segundos (ver de donde sale en el gráfico 1)  = 3,87 = 4 estaciones
      C    50,4 segundos (ver Cálculo de C)

Ahora, debemos asignar las tareas a las estaciones de trabajo, para esto es recomendable dar prioridad a las tareas a las que les siga un número mayor de otras tareas. Nuestra regla secundaria (en caso de empate) es "dar prioridad a las tareas que requieran más tiempo".

Entonces, un posible acomodo es el siguiente:

                                                                               Gráfico 3

Notar en el Gráfico 3 que al momento de asignar las estaciones de trabajo, la suma total de los tiempos de cada estación debe ser igual o menor al tiempo de ciclo. Es por eso que se puede apreciar una Estación 5 cuando en teoría deberíamos haber tenido nada mas que 4 estaciones de trabajo.

¿Qué puedo hacer en estos casos en los cuales una estación de trabajo tiene mucho tiempo ocioso?

Las opciones son las siguientes:
  1. Dividir la tarea
  2. Compartir la tarea
  3. Utilizar estaciones de trabajo paralelas
  4. Emplear a un trabajador más capacitado
  5. Trabajar tiempo extra
  6. Rediseñar el proceso

Distribución por Grupo de Tecnologías

Consiste en asignar máquinas diferentes a células que trabajan en productos cuya forma y requerimientos de procesamiento son similares.

Los beneficios de una distribución por Grupo de Tecnologías pueden ser:
  1. Mejores relaciones humanas
  2. Experiencia mejorada del trabajador
  3. Menos inventario en proceso y menos manejo de material
  4. Preparación más rápida de la maquinaria
Para desarrollar una Distribución por Grupo de Tecnologías se debe:
  1. Agrupar las partes en familias que sigan una secuencia común de pasos. Este paso requiere desarrollar y mantener una clasificación de partes computarizada y un sistema de codificación.
  2. Identificar los patrones dominantes del flujo de familias de partes como base para la ubicación o reubicación de los procesos
  3. Agrupar físicamente las máquinas y los procesos en células. Podrá haber partes que no puedan asociarse con una familia y maquinaria especializada que no pueda colocarse en una sola célula de utilización general. Estas partes y maquinarias no incorporadas se colocan en una "célula de remanentes".
Distribución por posición fija

La distribución por posición fija se caracteriza por tratarse de una producción de pocas unidades, es decir, es aplicada a grandes proyectos como por ejemplo el ensamble de un avión, una barcaza, etc. En este tipo de distribución, el producto queda estático, y el proceso de producción se mueve en función al producto.