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Sistemas de Fabricación y Automatización Manuel Estrems Amestoy UPCT

Índice Del trabajo artesanal a la Industria 4.0  Fabricación Industrial en ciclo de producto  Sistemas de producción  Automatización  Desarrollo de tecnología e industria  Organización



Ciclo de Producto Diseño detalle Concepción del producto

Mercado Venta

Prototipo Ensayos Planificación Fabricación

Fabricación Control de Industrial calidad

Distribución en planta

Tipos de producción: Producción en masa vs. Producción individualizada       

Grandes lotes Reducida variedad en el producto Líneas rígidas de fabricación Grandes distribuciones en planta Producción contra almacén Beneficios económicos por factor de escala Elevado capital inmobilizado

      

Lotes individualizados Gran variedad de productos Líneas flexibles de fabricación Racionalización de las distribuciones en planta Producción contra pedido Beneficios ajenos a factor de escala Reducido capital inmovilizado

Nuevo paradigma

Just in Time (JIT)

Kanban Herramienta de sistemas de flujos “pull”: Sólo el material que se necesita. Kan es “Visual”, Ban es “Tarjeta”

Selección de sistema

Tendencia La producción está empujada por la demanda: Diversidad de productos Competir en precio, calidad y plazo Para ello: Producir pequeños lotes a precios de producción en masa. (Flexibilidad) Ampliar la gama de productos. Reducir los defectos a 0. Las empresas han de ser más “Lean”!

Creación de industria (puestos de trabajo) Desarrollo de tecnologías (I+D+i):  De productos  De fabricación  Mejora de productividad y eficiencia  Organización  Automatización  Integración  Cero defectos (Calidad)



Desarrollo de tecnología Departamento de I+D central en la empresa  Inversión de recursos propios y apoyo institucional. Planes estratégicos.  Formación técnica: Investigadores (doctores), Ingenieros (máster), ingenieros (grado), oficios cualificados.  La finalidad es mejorar el mundo: dar trabajo digno, ética, medio ambiente…



Tecnology Readiness Level (TRL)

Organización VALT (Value Added Lead Time)  Job Shop Scheduling. Johnson Rule  One piece flow  Integración informática de movimientos en fábrica



Relación de tiempos muertos

Ejemplo

Job Shop Scheduling

Regla de Johnson Job times (hours) Work center A

Work center B

A

3.2

4.2

B

4.7

1.5

C

2.2

5.0

D

5.8

4.0

E

3.1

2.8

Job

a. Escoger el trabajo con mínimo tiempo en B y colocarlo al final. b. Escoger el trabajo con mínimo tiempo en A y colocarlo al principio. c. Eliminar estos trabajos en consideraciones posteriores d. Repetir a) y b)

Resultado: CADEB

Flow Shop Scheduling

One piece flow

Sistemas integrados Integrar administración, fabricación, compras, ventas, …  Reducir errores, reducir apuntes, sin papeles, … Uso masivo de ICT





Sistemas MRP, MRP-II, ERP, SCM  SAP  Oracle

MRP: 1970’s Material Requirement Planning MRP II: 1980’s Manufacturing Resource Planning ERP: 1990’s Enterprise Resource Planning SCM: 2000’s Supply Chain Management ASP:2010’s Advanced Planning and Scheduling

Automatización de la producción Fija. Antigua.  Programable. CNC.  Integración CIM.  Inclusión de tecnologías ICT  Sistemas automáticos de almacenaje  Lenguajes informáticos CAx  Formatos de intercambio de datos



CIM (Computer integrated Manufacturing)

Ejemplo

Almacenes automáticos De herramientas, matrices, repuestos, mantenimiento  De componentes  Características:  Automatizados  Integrados  Espacio vertical  Empresas especializadas



Sistemas informáticos CAx SolidWorks, CamWorks, Cosmos,… (Dassault)  Catia, Abaqus, Mechanica, ... (Dassault)  Proengineering, CreoCAM, … (PTC)  Unigraphics, Nastran, … (Siemens NX)  Fusion360 (Autodesk)  OpenJSCAD, Kiri:moto, machinekit, … (Free, OpenSource)

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Problemas actuales 





Variedad de formatos de intercambio  IGES: modelo sólido. Norma ASME Y14.26M basada en MIL-STD-1840. Última versión de 1996.  STEP: “Standard for the Exchange of Product model data” descrito en ISO 10303. Tiene 300 partes  STL: (STereoLithography) Superficies con mallado triangular (Análogo a .BMP) Variedad de lenguajes de programación de máquinas y robots  Código G: ISO 6983  Fanuc, Siemens, Kuka, ABB, Staübli, … Todos diferentes. Popularidad de los “makers” para fabricar propias Máquinas-herramienta y robots.  Arduino, CNC-Shield, GRBL, bCNC,…

Problemas para el desarrollo industrial Fabricación celular ha derivado en subcontratación. La presión se ha traducido 

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en las compras: explotación, guerras, contaminación, volatilidad en precios. Búsqueda de monopolios, posiciones de privilegio, concentración de recursos,… Competitividad basada en precio de mano de obra, de electricidad, …. A costa de destrucción de medio ambiente y aumento de explotación laboral. Competitividad salvaje. El objetivo de muchas empresas es echar fuera de mercado a las competidoras y que no surjan nuevas. Visión torcida del trabajo. Debate sobre creatividad, belleza, bondad,.. Y a la vez, la corrección, la perfección, la preparación….Esfuerzo, humildad, austeridad. Desaprovechamiento de talentos: faltan ingenieros desarrolladores, inventores, visionarios,… captar entre jóvenes a muy temprana edad, Labor de prestigiar la profesión social y económicamente. Oportunidades de desarrollo: más empresas de alto nivel tecnológico. ¿Es posible otra industria que llame a la paz?

Ingeniería de Calidad ISO 9000, EFQM, …  Toyota Production System:  JIT, SMED, 5S, Poka-yoke, …  Six Sigma  QFD, SPC, DOE, FMEA, ….  Asignatura optativa en 4º

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