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Universidad Tecnológica de Honduras Campus La Ceiba Asignatura: Automatización de sistemas de producción

Catedrático: Ing. Merary Ayala Lujan

Presentado por: Ina Shakira Bodden Salinas 201810020052

Trabajo: Etapas de la automatización

Jueves 11 de Junio de 2020 La Ceiba, Atlántida

Índice Introducción .................................................................................................................................... 3 Objetivos ......................................................................................................................................... 4 Automatización industrial ............................................................................................................... 5 Ventajas: ..................................................................................................................................... 6 Desventajas: ................................................................................................................................ 6 ¿Cuándo se debe automatizar? .................................................................................................... 6 Tipos de automatización ................................................................................................................. 7 Herramientas para automatizar ....................................................................................................... 9 Automatización de procesos ........................................................................................................... 9 Uso en la informática .................................................................................................................... 10 La automatización en la industria ................................................................................................. 10 La automatización y la sociedad ................................................................................................... 11 Etapas de la automatización .......................................................................................................... 12 Ejemplos ....................................................................................................................................... 13 Conclusiones ................................................................................................................................. 16 Bibliografía ................................................................................................................................... 17

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Introducción Dentro del campo de la producción industrial, la automatización ha pasado de ser una herramienta de trabajo deseable a una herramienta indispensable para competir en el mercado globalizado. Ningún empresario toma a la ligera la automatización de sus procesos para aumentar la calidad de sus productos, reducir los tiempos de producción, realizar tareas complejas, reducir los desperdicios o las piezas mal fabricado y sobre todo Aumentar la rentabilidad. La historia de la automatización comienza con la introducción de las maquinas (mecanización) para producir grandes cantidades, para lo cual era imprescindible dividir el trabajo en tareas más pequeñas y sencillas. La mecanización a gran escala dio lugar al comienzo de la automatización. La automatización ha tenido un impacto notable en una amplia gama de industrias, más allá de la fabricación. Una vez que lo operadores de telefonía-ubicuos han sido remplazados en gran medida por centrales telefónicas automáticas y contestadores automáticos, procesos médicos, tal como el análisis de laboratorio de los genes humanos, sueros, células y tejidos se lleven a cabo a mayor velocidad y precisión por los sistemas automatizados, cajeros automáticos han reducido la necesidad de visitar el banco para obtener dinero y llevar a cabo transacciones. En general, la automatización ha sido el responsable del cambio en la economía mundial de los empleos industriales de servicio en los siglos veinte y veintiuno.

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Objetivos 

Dar a conocer sus etapas el significado de cada una de ellas y ejemplos.



Discutir sobre el tema en general para poder comprender que es la automatización y cómo se acompleja en las áreas de a informática, sociedad e industrial.



Enumerar y explicar los tipos de automatización que existen.



Conocer las ventajas y desventajas.

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Automatización industrial Es la aplicación de nuevas y diferentes tecnologías para lograr monitorear y controlar un proceso, maquina, aparato, o dispositivo que tiene como objetivo cumplir o realizar funciones repetitivas, haciendo que operen

automáticamente

reduciendo

al

mínimo

la

intervención de la mano de obra humana. Con la automatización industrial se pretende generar mediante un proceso mayor cantidad de producto en el menor tiempo posible de esta

manera se reducen

considerablemente los costos y es posible garantizar una uniformidad en la calidad de los producido. La podemos encontrar en diversos sectores de la economía, como en la fabricación de alimentos, en la industria farmacéutica, productos químicos, industrial grafica automotriz, petrolera, plásticos entre otros, sectores en los que al implementar procesos automáticos se generan grandes beneficios. No se aplica únicamente en la fabricación de productos o en máquinas, sino que también podemos aplicar para ampliar la gestión de procesos, de servicios, a mejorar cualquier proceso para llegar a un desempeño más eficiente. La historia de la automatización se remota a muchos años, con el tiempo se han inventado nuevos y mejores dispositivos para la automatización, a continuación se presentara algunos antecedentes más relevantes de la automatización. 

1968: La exitosa historia de PLC empezó con el control Industrial Modular de Dick Morley.



1997: La tecnología de automatización consiste cada vez más en un control descentralizado e inteligente y con componentes de control que se puedan comunicar con otros mediantes Ethernet Industrial Fábrica Digital

y comisionamiento

Virtual: el mundo del desarrollo de productos digitales se fusiona con la tecnología de

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automatización. Programas de control para procesos de producción están desarrollados basados en la simulación. 

2004: La funcionalidad del PLC fue descubierta en un chip.

La mayoría de las industrias buscan automatizar debido a los riesgos que implican algunos procesos para los seres humanos y otras por el beneficio de la rapidez y exactitud de esta.

Ventajas: 

El aumento de rendimiento o productividad.



Mejor de la calidad o el aumento de la previsibilidad de la calidad.



Mejora de la robustez de los procesos o productos.



Reducción de los costes directos de mano de obra humana y gastos.

Desventajas: 

Amenazas de seguridad/vulnerabilidad: Un sistema automatizado puede tener un limitado nivel de inteligencia, u por lo tanto son más susceptibles a cometer errores fuera de su ámbito de aplicación inmediata del conocimiento.

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Costos excesivos de desarrollo: La investigación y la evolución de los costos de automatizar un proceso puede exceder el coso ahorrado por la propia automatización.



Alto coste inicial: La automatización de un nuevo producto o una planta típicamente requiere una inversión inicial muy grande en comparación con el coste unitario del producto, aunque el costo de la automatización se puede propagar entre muchos productos y en el tiempo.

¿Cuándo se debe automatizar? Es claro que implementar procesos automatizados en una industria genera cambios de gran impacto, una vez que los procesos están automatizados se aprecian verdaderos resultados. Una cantidad de datos en un proceso sin automatizares relativamente sencilla de manejar y controlar su ejecución manualmente, sin embargo, cuando se maneja una amplia cantidad de datos en un proceso, la automatización es la mejor opción para obtener eficiencia. 6

También es necesario automatizar cuando en un proceso la mano de obra con su respectivo trabajo resulta pesado y repetitivo, provocando fallas y errores. Al automatizar se disminuyen los errores y se aprovecha cada recurso material y humano de un proceso. De igual manera cuando los costos de producción son altos, ya que se busca el automatizar es reducir considerablemente los costos de producción y error humano.

Tipos de automatización Neumática: En este tipo de automatización se realiza la producción de trabajo mediante el aprovechamiento de la energía potencial proporcionada por aire comprimido, utilizando el principio neumático. Hidráulica: Los sistemas hidráulicos en la automatización son similares los neumáticos, pero en lugar de utilizar el aire comprimido, emplean aceite para acumular la energía que será convertida en energía mecánica, esto con el fin de producir un trabajo a través de los elementos actuadores del sistema en funcionamiento. Electrónica: Generalmente en los procesos automatizados se utiliza este tipo como un sistema de detección tipo barrera, este dispone de un emisor y un receptor de haz luminoso, los cuales al estar separados detectan electrónicamente movimientos.

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Comunicaciones: En este tipo de tecnologías se utilizan sensores durante todo el proceso para detectar todo el funcionamiento y que este esté funcionando de manera productiva y efectiva.

PLC’s: Es un equipo electrónico programable diseñado para controlar directamente en tiempo real procesos secuenciales. Este tipo de tecnologías dispone de gran cantidad de dispositivos como botones y sensores.

Robótica: De acuerdo al Instituto Tecnológico de Robótica de América un robot es un manipulador multifuncional y reprogramable diseñado para mover materiales, partes o herramientas especiales a través de varias secuencias de programas para la ejecución de una o varias tareas. Computadoras: Por medio de las computadoras se puede controlar cualquier proceso automatizado industrial, esto apoyo de un software. Software: Directamente relacionado con las computadoras, mediante el software se puede controlar un proceso automatizado, así como realizar modificaciones y nuevos diseños en los procesos.

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Herramientas para automatizar Las herramientas para automatizar podemos notar que no se trata de las tecnologías que se aplican en los procesos, sino de lo que es necesario para efectuar estas. 

Costos en línea -Inventarios -Eficiencias

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Monitoreo de ciclo -Ordenes de producción -Reprogramación de órdenes.

Automatización de procesos Automatización, sistema de fabricación diseñado con el fin de usar la capacidad de las máquinas para llevar a cabo determinadas tareas anteriormente efectuadas por seres humanos, y para controlar la secuencia de las operaciones sin intervención humana. El término automatización también se ha utilizado para describir sistemas no destinados a la fabricación en los que los dispositivos programados o automáticos pueden funcionar de forma independiente o semiindependiente del control humano. En comunicaciones, aviación y astronáutica, dispositivos como los equipos automáticos de conmutación telefónica, los pilotos automáticos y los sistemas automatizados de guía y control se utilizan para efectuar diversas tareas con más rapidez o mejor de lo que podrían hacerlo un ser humano.

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Uso en la informática La aparición de la combinación de microprocesadores y computadoras ha posibilitado el desarrollo de la tecnología de diseño y fabricación asistidos por computadoras (CAD/CAM). Empleando estos sistemas, el diseñador trazar el plano de una pieza e indica sus dimensiones con la ayuda de un ratón o mouse, un lápiz óptico u otro dispositivo de introducción de datos. Una vez que el boceto ha sido determinado, la computadora genera automáticamente las instrucciones que dirigirán el centro de maquinado para elaborar dicha pieza. Otro avance que ha permitido ampliar el uso de la automatización es el de los sistemas de fabricación flexibles (FMS). Los FMS han llevado la automatización a las empresas cuyos bajos volúmenes de producción no justificaban una automatización plena. Se emplea una computadora para supervisar y dirigir todo el funcionamiento de la fábrica, desde la programación de cada fase de la producción hasta el surgimiento de los niveles de inventario y de utilización de herramientas.

La automatización en la industria Muchas industrias están muy automatizadas, o bien utilizan tecnología de automatización en alguna etapa de sus actividades. En las comunicaciones, y sobre todo en el sector telefónico, la marcación, la transmisión y la facturación se realizan automáticamente. También los ferrocarriles están controlados por dispositivos de señalización automáticos, que disponen de sensores para detectar los convoyes que atraviesan determinado punto. De esta manera siempre puede mantenerse un control sobre el movimiento y ubicación de los trenes. No todas las industrias requieren el mismo grado de automatización. La agricultura, las ventas y algunos sectores de servicios son difíciles de automatizar. Es posible que la agricultura llegue a estar más mecanizada, sobre todo en el procesamiento y envasado de productos alimenticios. Sin embargo, en muchos sectores de 10

servicios, como los supermercados, las cajas pueden llegar a automatizarse, pero sigue siendo necesario reponer manualmente los productos en las estanterías. Por otra parte, en la industria metalúrgica, de bebidas y de alimentos envasados, algunos productos se elaboran por lotes. Cada una de estas industrias utiliza máquinas automatizadas en la totalidad o en parte de sus procesos de fabricación. Como resultado, cada sector tiene un concepto de automatización adaptado a sus necesidades específicas.

La automatización y la sociedad La automatización ha contribuido en gran medida al incremento del tiempo libre y de los salarios reales de la mayoría de los trabajadores de los países industrializados. También ha permitido incrementar la producción y reducir los costes, poniendo autos, refrigeradores, televisores, teléfonos y otros productos al alcance de más gente. Empleo Sin embargo, no todos los resultados de la automatización han sido positivos. Algunos observadores argumentan que la automatización ha llevado al exceso de producción y al derroche, que ha provocado la alienación del trabajador y ha generado desempleo. Hay quienes sostienen que la automatización genera más puestos de trabajo de los que elimina. Señala que aunque algunos trabajadores pueden quedar en el paro, la industria que produce la maquinaria automatizada genera más trabajos que los eliminados. Por otro lado, hay líderes sindicales y economistas que afirman que la automatización genera paro y que, si no se controla, llevará a la creación de un vasto ejército de desempleados. Sostienen que el crecimiento de los puestos de trabajo generados por la administración pública y en los sectores de servicio han absorbido a quienes han quedado desempleados como consecuencia de la automatización, y que en cuanto a dichos sectores se saturen o se reduzcan los programas gubernamentales se conocerá la auténtica relación entre la automatización y el desempleo.

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Etapas de la automatización La fabricación automatizada surgió de la íntima relación entre fuerzas económicas e innovación técnica como la división de trabajo, la transferencia de energía y la mecanización de las fábricas, y el desarrollo de las máquinas de transferencia y sistemas de realimentación, como se explica a continuación. La división del trabajo (esto es, la reducción de un proceso de fabricación o de prestación de servicios a sus fases independientes más pequeñas), se desarrolló en la segunda mitad del siglo XVIII, y fue analizada por primera vez por el economista británico Adam Smith en sus libro Investigación sobre la naturaleza y causas de la riqueza de las naciones (1776). En la fabricación, la división de trabajo permitió incrementar la productividad y reducir el nivel de especialización de los obreros. La mecanización fue la siguiente etapa necesaria para la evolución hasta la automatización. La simplificación del trabajo permitida por la división de trabajo también posibilitó el diseño y construcción de máquinas que reproducían los movimientos del trabajador. A medida que evolucionó la tecnología de transferencia de energía, estas máquinas especializadas se motorizaron, aumentando así su eficacia productiva. El desarrollo de la tecnología energética también dio lugar al surgimiento del sistema fabril de producción, ya que todos los trabajadores y máquinas debían estar situados junto a la fuente de energía. La máquina de transferencia es un dispositivo utilizado para mover las piezas que se está trabajando desde una máquina herramienta especializada hasta otra, colocándola de forma adecuada para la siguiente operación de maquinado. Los robots industriales, diseñados en un principio para realizar tareas sencillas en entornos peligrosos para los trabajadores, son hoy extremadamente hábiles y se utilizan para trasladar, manipular y situar piezas ligeras y pesadas, realizando así todas las funciones de una máquina de transferencia. En realidad, se trata de varias máquinas separadas que están integradas en lo que a simple vista podría considerarse una sola. En la década de 1920 la industria del automóvil combinó estos conceptos en un sistema de producción integrado. El objetivo de este sistema de línea de montaje era abaratar los precios. A 12

pesar de los avances más recientes, éste es el sistema de producción con el que la mayoría de la gente asocia el término automatizado. Retroalimentación Un elemento esencial de todos los mecanismos de control automático es el principio de realimentación, que permite al diseñador dotar a una máquina de capacidad d autocorrección. Un ciclo o bucle de realimentación es un dispositivo mecánico, neumático o electrónico que detecta una magnitud física como una temperatura, un tamaño o una velocidad, la compara con la norma establecida, y realiza aquellas acciones pre programadas necesarias para mantener la cantidad medida dentro de los límites de la norma aceptable. En la fabricación y en la producción, los ciclos de realimentación requieren la determinación de límites aceptables para que el proceso pueda efectuarse; que estas características físicas sean medidas y comparadas con el conjunto de límites, y que el sistema de realimentación sea capaz de corregir el proceso para que los elementos medidos cumplan la norma. Mediante los dispositivos de realimentación las máquinas pueden ponerse en marcha, pararse, acelerar, disminuir su velocidad, contar, inspeccionar, comprobar, comparar y medir. Estas operaciones suelen aplicarse a una amplia variedad de operaciones de producción.

Ejemplos LA DIVISION DE TRABAJO: El análisis del trabajo y el estudio de tiempos y movimientos crearon condiciones para una total reestructuración operaciones

de

las

industriales,

eliminando los movimientos innecesarios y economizando energía y tiempo. Una de las consecuencias del estudio de tiempos y movimientos fue la división del trabajo y la especialización del obrero, con el fin de elevar su productividad. Al verificar que el trabajo puede ejecutarse mejor y de manera más económica, mediante la 13

subdivisión de tareas, se llegó a la conclusión de que el trabajo de cada persona debería, en la medida de lo posible, limitarse a la ejecución de una única y simple tarea predominante.

Ejemplo: Automatiza procesos La automatización empresarial es crucial para reducir el tiempo requerido para realizar t...