Alcances de La Automatización C.I.M.(Computer Integrated Manufacturing) “ Una filosofía filosof ía de Automatización “ Fabian Yesid Yesid Vidal V idal Ing. Líder Soluciones de Manufactura OMNICON S.A Fabian.vidal@onicon.cc
Manufactura roccesos fí físsico coss, La manufactura puede definirse como la aplicación de pro quím qu ímic icos os o bi biol ológ ógic icos os para alterar la geom geomet etrí ría, a, prop propie ieda dade dess y/o y/o apar aparie ienc ncia ia de part rtes es o pro rodduc ucto tos s . Incluye, también, la unión de un material dado para hacer pa múlt mú ltip iple les s pa part rtes es pa para ra ensamblar productos.
Manufactura
Requerimientos Empresa Manufactura REQUERIMIENTOS: – niveles de calidad – rapidez en el desarrollo desarrollo – introducción de nuevos nuevos productos – flexibilidad – adaptabilidad
Hace Hacen n qu que: e: – fabricantes y productores deban plantearse sus estrategias comerciales y de negocio desde un punt pu nto o de vista ista inte integr gral al.. – el proceso de fabricación sea dinámico y donde la producción sea optimizada con criterios glob global ales es y no nece necesa sari riam amen ente te técn técnic icos os.. Todo ello sin perder de vista los requerimientos de calid alidad ad y segu seguri rida dad d qu que e se ap apli lica can n actu actual alm mente nte tal com como ISO ISO 90 9000 00
CIM (Computer Integrated Manufacturing), Manufacturing), que podríamos traducir como !Sisteas
Integrados de "roducci#n$
Alcance Global de la Automatización CIM “Una metodología de trabajo y una filosofía de diseño de los sistemas de automatización, producción y gestión orientados a la mejora de los niveles de calidad y la optimización en los procesos de fabricación.
Automatización de Planta Es el uso de sistemas o elementos computarizados y electromecánicos para controlar maquinarias y/o procesos industriales sustituyendo la intervención Humana. la automatización reduce considerablemente la necesidad para exigencias humanas sensoriales y mentales. Los procesos y los sistemas también pueden ser automatizados.
FYV1
Automatización de Planta El objetivo fundamental es aliviar al operador de tareas repetitivas y de reducida exigencia para que se concentre en “Obtener la mayor producción con la mínima inversión ”, exigiendo que el proceso de fabricación sea EVOLUTIVO Y FLEXIBLE a través de la interacción de actividades Tecnológicas, Informáticas, Económicas y Administrativas.
Diapositiva 7 FYV1
Vidal, Fabian Yesid, 30/01/2013
Componentes de una Solución de Automatización
Componentes de una Solución de Automatización
Componentes de una Solución de Automatización
Gestión de Informacion
Procedimientos e!ecución de Procesos
"isualización de planta (#MI$s)
Control de %egulatorio ( estrategias PI&, 'n', fuzz Infraestructura de comunicación( t*ernet, Control +et) Instrumentación de planta
Automatización industrial “Ningún dispositivo ha sido
inventado que pueda competir contra el ojo humano para la precisión y certeza en muchas tareas; tampoco el oído humano. El más inútil de los seres humanos puede identificar e interpretar mayor cantidad de información que cualquier dispositivo automático”
ipos de Automatización Fija Programable Flexible.
Tipos de proceso industriales Los procesos industriales sujetos a automatización industrial son: 1)
Proceso discreto : Involucra la producción de “Cosas” o cantidades finitas de partes discretas.Una Parte o una cantidad especifica de ellas se mueven de una estación de trabajo a otra ganando valor mientras los trabajos son ejecutados. Cada parte tiene una identidad única. Usualmente las partes son combinadas para crear productos o otras partes, cada nuevo producto o parte tendrá una identidad única. ejp: boards de computadoras, chips de memorias, computadores, carros.
2)
Proceso continuo: Involucra un flujo continuo de material que fluyen libremente entre equipos de procesamiento (usualmente líquidos o polvos) ejp:, gas natural, electricidad, pulpa de papel.
3)
PROCESO BATCH: produce una cantidad finita de producto que fluye libremente (usualmente líquidos o polvos),mediante la ejecución ordenada de operaciones y actividades de proceso. ejp pinturas, productos de cuidado personal, alimenticios, químicos y farmacéuticos.
Tipos de proceso industriales Material 1
Material 2
Material 3
Tanque Tanque Alimentacion Alimentacion 2 1
Aditivos
Mixer
Secador 1
Secador 2
BATCH
CONTINUO
A de empacado 1
A de empacado 1 DISCRETO
Conceptos CIM C.I.M.(Computer Integrated Manufacturing) “ Una filosofía de Automatización “
-ituaciones presentadas con la ausencia de Modelos aplicados a manufactura como CIM
Concepto inicial CIM ►
El término aparece por primera vez en el libro Harrington, J. Computer Integrated Manufacturing, Huntington NY: R.E. Kreiger, 1973.
►
Concepción de la Computer Automated Systems Association de la Society of Manufacturing Engineers, 1993.
►
Otros nombres: ▪ CIE ( Computer Integrated Enterprise ) ▪ CIME ( Computer Integrated Manufacturing Enterprise o Computer Integrated Manufacturing and Engineering ) ▪ CAI (Computer Aided Industrie ).
Concepto inicial CIM ►
No es un producto, sino más bien una estrategia a largo plazo ( ¿10 años? ).
►
No se trata de un proyecto personal, sino de una tarea de equipos multidisciplinares.
Es un modelo ideal que permite describir, relacionar y controlar en una empresa todas las funciones, así como las interfaces correspondientes, y su encadenamiento dentro de los más diversos ciclos de fabricación y variantes de flujo de materiales.
Concepto inicial CIM %s un sistea co&le'o( de )lti&les ca&as dise*ado con el &ro&#sito de inii+ar los gastos , crear ri-ue+a en todos los as&ectos.
Modelo CIM Diseño de Productos
Actividades de procesos de información
Planeación Manufactura Materias Primas
Actividades Físicas
Control Manufactura
Funciones Directivas
Producto Terminado
Concepto inicial CIM
Pirámide CIM a di/isión en ni/eles de la estructura funcional de un proceso propicia la representación de un sistema de fa0ricación integrada por computador mediante la denominada pir1mide CIM que est1 formada conceptualmente por 2 ni/eles3
CIM- Nivel 0- Proceso En este nivel se adquieren datos del proceso mediante sensores situados en él y se actúa mediante actuadores. Las señales de sensores (Valores de señales de proceso) se transfieren a los sistemas de control que forman parte del nivel de estación para que ejecuten los algoritmos de control y que, teniendo en cuenta los resultados obtenidos, envíen las órdenes oportunas a los actuadores. Este nivel es el encargado de la comunicación de los diferentes controladores del nivel de estación con los dispositivos de campo (Field devices).
CIM- Nivel 1- Estación /Maquina En este nivel se procesa los datos procedentes de los dispositivos del nivel inferior y se informa al usuario de la situación de las variables y alarmas. Forman parte de él los electrónicos de control máquina (PLC´s, Computadores, DCS´s, nombre genérico de máquinas.
diferentes sistemas utilizados en cada CNC´s, robots, …), que reciben el controladores de
CIM- Nivel 2 –Taller y Célula En este nivel se realiza la coordinación de las máquinas pertenecientes a la célula de fabricación. Las tareas generadas en el nivel superior de área o de fábrica se descomponen en un conjunto de operaciones más sencillas que se trasladan, de forma sincronizada, hacia los subprocesos del nivel inferior.
CIM- Nivel 3 –Fabrica En este nivel se realiza el secuencia miento de tareas y la administración de los recursos. Suele ser el responsable de la gestión de una planta o fábrica concreta. Las principales actividades se centran en la planificación y el control de la producción. En él se diseñan y definen los procesos de fabricación y su secuencia concreta, se gestiona el material y los recursos máquinas, programas, etc.) necesarios para la obtención del producto final, Se planifican las labores de mantenimiento, etc.
CIM- Nivel 4 –Empresa En este nivel se lleva a cabo la gestión e integración de los niveles inferiores. En él se consideran principalmente los aspectos de la empresa desde el punto de vista de su gestión global: – – – – – –
Compras Ventas Comercialización Investigación Objetivos estratégicos Planificación a medio y largo plazo.
Implementación Piramide CIM
Implementación Piramide CIM
Visión de Empresa Integrada CLAS% % "LANIFICACI/N
0O1I2ON3% % "LANIFICACI/N
%strat5gica 6a largo &la+o7
A*os Meses 9 Seanas
38ctica 6ediano &la+o7
ías 0oras
NIV%L
Nivel : direcci#n de la e&resa
Segundos
0oras
irecci#n de "roducci#n
Minutos B,te
Segundos
irecci#n de "roceso
5cias de segundos
,te
it Nivel &roceso
3urno
0oras
Minutos
Segundos
Nivel <=>? Control de "roceso
Milisegundos
ía
M,te
Nivel ; irecci#n de "lanta
Minutos O&erativa 6corto &la+o7
31ANSMISI/N % A3OS CA4AL 3I%M"O % 1%S"4%S3A F1%C4%NCIA
Milisegundos
Mili = segundos
Integración Vertical l a r g e t n I d a d i v i t c e n o C
Integración Horizontal El obeti!o "roveedores
Integración
Consuidores Acoplamiento "erfecto
Acoplamiento "erfecto
Alta le4i0ilidad 'ptimizar la Producción 'peración sin paros Integración de la Cadena
Diseño Operación Mantenimiento Sincronización
CIM Se exige que se replanteen las estructuras tradicionales y se creen Ámbitos Funcionales con Interfaces Claras , para garantizar la transparencia de funciones de la empresa.
#a solución de la logística de la información $a conducido al concepto CIM.
CIM Vs evolución de Tecnologias ►
El CIM visto dentro del contexto de otras tecnologías empresariales:
CIM Vs evolución de Tecnologias
AM CAD CAM CAPM CE/SE DNC FMC GT LM MRPII OPT QA RB TQM WCM
= agile manufacturing = computer aided design = computer aided manufacturing = computer aided production management = concurrent/simultaneous engineering = direct numerical control = flexible manufacturing cell = group technology = lean manufacturing = manufacturing resource planning = optimized production technology = quality assurance = robotics = total quality management = world class manufacturing
AMT CAE CAPP CIM CNC EDI FMS JIT MRP NC PDM QC TPM VM
= advanced manufacturing technology = computer aided engineering = computer aided process planning = computer integrated manufacturing = computer numerical control = electronic data interchange = flexible manufacturing system = just in time = material requirements planning = numerical control = product data management = quality control = total productive maintenance = virtual manufacturing
/olución %P
&iferencia entre Automatización CIM ►
La Automatización de Procesos se involucra con las actividades físicas, es decir,
se diseña para efectuar actividades de procesamiento, ensamble, manejo de material e inspección con menor participación humana. ►
La automatización de procesos hace parte de la concepción Sistemas Integrados
de Producción ►
CIM se involucra con las funciones de procesos de información, que soportan las
operaciones de producción.
Procesos de estandarización Actual a organización que *a tomado el liderazgo en el aspecto de estandarización actualización de modelos de manufactura e integración es ISA, que originalmente nació como Instrument Society of America5 a partir del 6777 cam0ió a Instrumentation, Systems and Automation Society 5 en 'ctu0re de 6778 se propuso se aceptó un nue/o cam0io de nom0re, a sa0er3 International Society of Automation.
Procesos de estandarización Actual ►
► ► ► ► ►
ISA-84 ( Functional Safety: Safety Instrumented Systems for the Process Industry Sector ) ISA-88 ( Batch Control ) ISA-95 ( Enterprise-Control System Integration) ISA-99 ( Manufacturing and Control Systems Security ). ISA-100 ( Wireless Systems for Industrial Automation ). ISA-106 (Procedural Automation for Continuous Process Operations)
I-A988 ►
Parte : ( :;;< )3 =atc* Control Part :3 Models and erminolog.
►
Parte 6 ( 677: )3 =atc* Control Part 63 &ata -tructures and Guidelines for anguages.
►
Parte > ( 677> )3 =atc* Control Part >3 General and -ite %ecipe Models and %epresentation.
►
Parte 2 ( 677? )3 =atc* Control Part 23 =atc* Production %ecords.
►
Parte < (677;)3 =atc* Control Part <3 Implementation Models @ erminolog for Modular quipment Control.
I-A9;< ►
►
►
►
►
Parte 1 ( 2000 ): Enterprise-Control System Integration Part 1: Models and Terminology. Parte 2 ( 2001 ): Enterprise-Control System Integration Part 2: Object Model Attributes. Parte 3 ( 2005 ): Enterprise-Control System Integration Part 3: Activity Models of Manufacturing Operations Management. Parte 4 ( en desarrollo ): Enterprise-Control System Integration Part 4: Object Models and Attributes of Manufacturing Operations Management. Parte 5 ( 2007 ): Enterprise-Control System Integration Part 5: Business to Manu-facturing Transactions.
'tros organismos de estandarización
►
'PC oundation.
►
'MAC.
►
=.
►
Confederación de Automatización.
►
M-A.
