Introducción a los procesos productivos Consideraciones iniciales Concepto Rentabilidad Normalización Nuevas tecnologías INDICE
Proveedores Clientes Proceso Productivo Gestión de la cadena logística Gestión de la Producción Logística de aprovisionamientos Logística de distribución Heterogéneo Intervienen varios agentes Distribuido geográficamente Flujo de materiales Flujo de información Flujo de recursos productivos
Procesos Productivos Continuos (plásticos, etc.) Discretos (coches, etc.) Semicontinuo (acero, etc.) Los tipos de productos condicionan el proceso productivo El estado del sistema varia de forma continua o discreta con el tiempo
Ciclo de Vida del Producto Diseño Planificación de Procesos Planificación de la Producción Fabricación (Gp:) Uso (Gp:) Reciclado Tiempo de vida del producto Proceso de decisión secuencial/integrado
Ciclo de Vida del Producto Tiempo Ventas Introducción Crecimiento Madurez Decadencia
Evolución de los sistemas de fabricación 1960 1970 1980 1990 2000 Tendencias del Mercado Tendencias del Fabricante Pocos productos Ciclos de vida alto Competencia nacional Variedad de productos Ciclos de vida corto Competencia internacional Eficiencia Eficiencia + Calidad Eficiencia + Calidad + Flexibilidad
Productividad versus Flexibilidad VOLUMEN DE PRODUCCIÓN VARIEDAD DE PRODUCTOS Líneas Transfer (Gp:) Sistemas de Fabricación Flexible Sistemas tipo Taller Flexibilidad (Gp:) Productividad
Productividad versus Flexibilidad
Sistemas de Fabricación Flexible: descripción Sistema de Control por Computador Máquinas Inventario en Proceso Sistema Automatizado de Manejo de Materiales
Descripción de SFF: máquinas Características: Intercambiador de herramientas ? versatilidad de operación Rapidez en intercambios de herramientas ? tiempos de puesta a punto bajos
Flexibilidad de Producción Flexibilidad de Máquinas Flexibilidad de Rutas Flexibilidad de Productos Flexibilidad de Procesos Flexibilidad de Operación Flexibilidad de Volumen Flexibilidad de Expansión Flexibilidad de un sistema de fabricación “Capacidad del sistema de fabricación para responder a cambios”
Tipos de Sistemas de Fabricación Flexible FLEXIBILIDAD VOLUMEN Células de Fabricación Flexible (Gp:) Sistemas de Fabricación Flexible Líneas de Fabricación Flexible Bajo Medio Alto Alta Media Baja Fabricación Celular Líneas de Fabricación y Montaje
Sistemas de Fabricación Flexible Versatilidad de las máquinas Capacidad de procesado de una variedad de productos Rutas alternativas de procesado Tiempos de preparación de máquinas bajos ? Lotes pequeños Inventario en proceso bajo ? Tasa de producción alta Mayor utilización de las máquinas Mayor flexibilidad Ventajas potenciales ¡Depende de la Gestión! Grados de libertad
Enfoque Jerárquico de Gestión Estratégico Táctico Operacional PREVISIÓN A LARGO PLAZO PLANIFICACIÓN ESTRATÉGICA DISEÑO Viabilidad técnica Criterios económicos PREVISIÓN A MEDIO PLAZO PLANIFICACIÓN TÁCTICA PLANIFICACIÓN Selección de ítems Carga de máquinas ESTADO DEL SISTEMA PROGRAMACIÓN OPERATIVA CONTROL Entrada de piezas Selección de rutas (Gp:) RESULTADOS OPERATIVOS
Planificación Táctica Requerimientos de producción ÍTEMS SELECCIÓN SELECCIÓN DE: Ítems Cantidades Recursos productivos MÁQUINAS CARGA HERRAMIENTAS ASIGNACIÓN DE: Operaciones Herramientas
Planificación de la producción: horizonte de planificación Horizonte de planificación Seleccionar ítems y cargar máquinas Seleccionar ítems y cargar máquinas Operación del taller Requerimientos y recursos de producción Requerimientos y recursos de producción
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Consideraciones Iniciales Competencia Internacional Aumento de capacidad de producción y flexibilidad Mayor rentabilidad Muchos productos diferentes con bajo coste, usando mismas instalaciones Posibilidad de aumentar el número de productos fabricados CIM
Situación pasada Situación actual Mejora de técnicas de producción- Sistemas de planificación y control- Aplicación de automatización a ámbitos parciales- Islas tecnológicas- Utilización de ordenadores de gran capacidad y velocidad para el control de la producción Sistemas de fabricación automatizados Maquinas herramientas con control numérico Robots industriales Sistemas de transporte Tendencia Integración de mecanización, flujo de materiales y flujo de información Consideraciones Iniciales
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Concepto CIM es un planteamiento a futuro con el objeto de crear o ampliar los actuales sistemas de automatización de la producción Define la futura estructura de automatización de la producción a partir de datos de producción comunes y homogéneos Exige la comunicación entre los diferentes sistemas de automatización – Máquinas de control numéricos, autómatas programables, ordenadores con sistemas de gestión de datos, redes de comunicación, sistemas de disño software…., garantizando un flujo continuo y adecuado de información Se trata pues de un enfoque estratégico para garantizar los objetivos de mejora de la empresa y su adecuación continua al mercado
Concepto Montaje flexible (Gp:) ASRS (Gp:) Sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación. Colocación y retirada automática de componentes y productos en almacén. (Gp:) AGV (Gp:) Vehículos guiados dinámicamente Realidad virtual y Realidad aumentada (Gp:) Flujo materiales. (Gp:) Sistemas de control de procesos. Sensores. Dispositivos analógicos de lectura. RFID (radiofrecuencia). (Gp:) FMS (Gp:) Sistemas de fabricación flexible (Gp:) ERP (Gp:) Enterprise Resource Planning (Gp:) CAM (Gp:) Fabricación asistida por computador (Gp:) PPC (Gp:) Control de producción (Gp:) CAQ (Gp:) Calidad asistida por computador (Gp:) CAD (Gp:) Diseño asistido por computador CAP Planificación asistida por computador PDM Gestión de datos de productos Internet CRM Gestión de relaciones con clientes CAE Ingeniería asistida por computador
Sistemas CAD (Computer-Aided Design) Crear o redefinir imágenes de piezas o circuitos integrados – Sistemas mecánicos en 2D o 3D – Sistemas electrónicos – Arquitectura, Ingeniería y Construcción Sistemas CAE (Computer-Aided Engineering) Análisis del diseño mediante simulación – Análisis de Elementos Finitos – Programas Cinemáticos Avanzados Sistemas CAPP (Computer-Aided Process Planning) Sistemas expertos para generar el plan de fabricación Tecnología de Grupos Agrupar piezas en familias para reducir tiempos de preparación
Proyecto a largo plazo Estructuras técnicas y organizativas Fuerte inversión de capital Dependen del ámbito de la dirección de la empresa SectorCompetenciaEmpresaTendenciasRiesgosTecnologíasLegislaciónSituación política Concepto
Factores que influyen en el concepto CIM específico de cada empresa Productos específicos por clientesProductos complejosPrecios bajosAlta calidad de productosPlazos de entrega brevesCumplimiento de plazos FACTORES INTERNOS FACTORES EXTERNOSMERCADO Nivel de formaciónPersonalCapacidad económicaHistorial informáticoMaquinariaTecnologíaEstructura de producciónOrganización de la empresaTamaño de la empresaEstructura de clientesSector OBJETIVOS Técnicos y económicos Mejor calidadReducción de la redundancia de datosLanzamiento rápido de productosFlexibilidadReducción costes de fabricaciónReducción de inmovilizadosIncremento de productividad
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Rentabilidad? Aspectos cuantificables Ciclos mas breves de producciónMenor inmovilizado de capitalMayor calidad (menor tasa de rechazo, menor necesidad de trabajos de repaso)Mayor capacidad de carga de máquinas, lo que se traduce en menor número de máquinasMenor número de personal especializado Aspectos no cuantificables Reacción rápida a las variaciones del mercadoMayor flexibilidad ante la modificación de pedidosMejora en el cumplimiento de plazosInformación actualizada y menor redundanciaMejora de la imagenMejora de la cualificación de personalAumento de la motivación de los empleados
Tiempo Rentabilidad, Utilidad Coste de puesta en marcha Máquinas singulares CIM Sistema encadenados Rentabilidad?
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Normalización Costes aceptables – Competencia- Mayor número de proveedores Tiempos de planificación y puesta en marcha breves- Conocimiento de estándares de comunicación, interfaces, etc.. Intercambio o complemento sencillo de componentes de diversos fabricantes – Mejor servicio por parte de proveedores- Menor riesgo en la inversión Ventajas
MAP: La actuación de General Motors ha otorgado al Protocolo de Automatización de Producción (Manufacturing Automation Protocol) una gran importancia en los intentos de normalización de los ultimos años. Se basa en el modelo de referencia OSI. En los múltimos años, en un intento por superar las carencias de MAP, especialmente en cuanto a transmisión en tiempo-real (soporta bien la transmisión de archivos), se ha desarrollando EPA (Enhanced Protocol Architecture). Normalización- Protocolos Normalización
STEP: El proceso de desarrollo de producto se caracteriza por la propia complejidad de los productos, la diversidad de personas que intervienen y el uso de diferentes aplicaciones informáticas. Estas características son requerimientos para el proceso de gestión de información sobre el producto, para el intercambio intensivo de datos y para compartir información. La gestión e intercambio de información sobre el producto se puede conseguir con el uso del estándar de intercambio de datos de producto STEP (STandard for the Exchange of Product model data) (ISO 10303-11: 1994 (E)) que, por un lado, proporciona métodos para el desarrollo de descripciones de datos de producto y métodos para el intercambio de datos e información, y por otro lado proporciona estándares para el intercambio de datos en distintas aplicaciones. Normalización Normalización- Protocolos
Utilizando STEP, los ingenieros de Ford están acoplando diseños procedentes de tres continentes. Los ingenieros de Inglaterra ahora transmiten electrónicamente dibujos detallados en 3-D a los diseñadores de Dearborn, Michigan, y posteriormente a tiendas de diseño de Turín, Italia, donde una máquina de laminado computerizada puede construir el modelo en cuestión de horas. STEP mejora la colaboración distribuida en lugares remotos y, al mismo tiempo, reduce el tiempo para finalizar el diseño, así como los costes de desarrollo. Normalización- Protocolos STEP:
XML XML (eXtensible Markup Language) es un lenguaje que, aunque no es en sí mismo un estándar de fabricación, sí es un lenguaje de modelación de datos que tiene gran aceptación en la industria por ser simple de usar (cosa que no ocurre con SGML) y por ser una alternativa estándar de transmisión de documentos entre empresas a través de Internet. Este lenguaje fue creado en 1997 por el W3C (World Wide Web Consortium) para diseñar documentos y almacenar información estructurada. Estos documentos estructurados pueden contener cualquier forma de datos como texto, imágenes, sonido, etc. XML coloca a los datos una etiqueta, puede ser interpretado por hombres y máquinas, incrementa el grado de libertad de las aplicaciones, diferentes ordenadores pueden ver la misma información, los datos pueden manejar imágenes, fotos y URLs. Normalización Normalización- Protocolos
PDM Los sistemas de gestión de datos de productos PDM (Product Data Management) gestionan los datos generados y utilizados en diversos procesos a lo largo del ciclo de vida del producto como su geometría, planes de proyecto, planos, especificaciones, programas CNC, resultados de análisis, lista de materiales, cambio de órdenes y demás. Un sistema PDM puede ser visto como una herramienta de integración de todas las áreas que desarrollan el producto, con lo que se asegura que la información correcta le llega a la persona correcta en el momento preciso y de la forma correcta. Por tanto, los sistemas PDM mejoran la comunicación y la cooperación entre los diversos grupos de la empresa (mediante una intranet) y entre la empresa y sus clientes y proveedores (mediante Internet). Normalización Normalización- Protocolos- PDM
Datos Control Meta-Base de datos Usuarios PDM Múltiples aplicaciones Servidor PDM Bases de datos Arquitectura típica de un sistema PDM Normalización Normalización- Protocolos- PDM
Las funciones básicas de los sistemas PDM Almacenamiento de datos y gestión de la documentación Gestión del proceso y del flujo de trabajo Gestión de la estructura del producto Gestión de piezas (clasificación) Gestión de la programación de tareas y del proyecto Gestión de los cambios de ingeniería Gestión de la colaboración y las herramientas de integración con proveedores y clientes. Normalización Normalización- Protocolos- PDM
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Tecnología de Grupos Fabricación Celular necesita identificación de grupos con piezas similares (familias de partes) asignación de sus correspondientes recursos de fabricación (células de máquinas) Similitud de las Piezas permiten reducciones de setup ? tamaños de lotes más pequeños reducción de trabajos en procesos tiempos de ciclo más pequeños mayor productividad mejora de la calidad de producción Agrupación de Máquinas permite nº pequeño de máq. por célula ? reducción del manejo de materiales favorece la especialización de la mano de obra