Introducción
La automatización ha llegado a ser parte de los nuevos tiempos en el área de la industria, de no ser así, no podríamos obtener los resultados en la producción en masa de muchos de los implementos que usamos diariamente, la manufactura integrada por computadora (CIM por sus siglas en ingles) logra automatizar y optimizar por medio de computadoras estos procesos.
Manufactura integrada por computadoras
La manufactura integrada por computadora (o CIM: Computer Integrated Manufacturing) consiste en la automatización de un proceso completo de manufactura mediante el uso de computadoras. La acuñación del nombre se atribuye generalmente al fallecido Dr. Joseph Harrington, cuando publica un libro con el mismo nombre en 1973.
CIM propone utilizar el poder de análisis, cálculo y procesamiento de las computadoras al servicio de la producción de bienes de mercado y cubre varios aspectos de la industria, que van desde el diseño, la ingeniería, la manufactura hasta la logística, el almacenamiento y la distribución de los productos. El objetivo de esta tecnología es incrementar la capacidad de manufacturar piezas, productos terminados o semielaborados usando el mismo grupo de máquinas. Para ello se requiere que las herramientas utilizadas sean flexibles y capaces de modificar su programación adaptándose a los nuevos requerimientos del mercado.
El diseño de un sistema (CIM) significa la aplicación de las teorías de sistemas a las empresas de manufactura, significa ver a la organización como unidad con ciertas entradas y ciertas salidas deseables, así como el diseño de sistemas basados en computadora e integrados por personas para lograr que las entradas se transformen en salidas. Sin embargo, la transformación de una compañía de manufactura, cuya automatización sea parcial, en una con manufactura integrada por computadora, es una tarea compleja y difícil. Los retos tecnológicos son los problemas menores; en general, estos lo pueden resolver profesionales competentes con presupuestos apropiados. Es fácil diseñar un proceso que sea automático por completo, sin embargo, es difícil diseñar una serie de pasos que lleven de los sistemas manuales presentes y de la isla de automatización a la manufactura integrada por computadora (CIM) en una secuencia económica y sensata. Por esta razón, el sistema (CIM) no se puede vender como un producto o servicio en paquete; cada fabrica necesita consideraciones muy diferentes.
La automatización total abre perspectivas de flexibilidad que no se pueden lograr en la manufactura convencional; por lo tanto, las fabricas basadas en el sistema CIM responden con mayor rapidez que las convencionales a las cambiantes necesidades del mercado.
Aparte de la infraestructura, la administración de la empresa también debe de estar dentro del sistema CIM, ya que también se necesita que la empresa en general cambie el punto de vista para que la manufactura integrada por computadoras sea aun mas efectiva.
Subsistemas de CIM.
Un sistema CIM debe ser flexible en su fabricación, ya que la empresa puede ser rápidamente modificada para producir productos diferentes, o donde el volumen de productos puede ser cambiado rápidamente con la ayuda de computadores, y esto es logrado gracias a subsistemas. Algunos subsistemas que se pueden encontrar en una operación CIM pueden ser:
Técnicas automatizadas:
DAO (diseño asistido por el computador)
CAE (ingeniería automatizada por computador)
DISCO DE LEVA (fabricación automatizada)
CAPP (planificación de proceso automatizada)
CAQ (garantía de calidad automatizada)
PPC (planificación de producción y control)
ERP (planificación de recurso de la empresa)
Un sistema de negocio integrado por una base de datos común.
Dispositivos y equipo requerido:
CNC, herramientas numéricas controladas por computadoras
DNC, herramientas de control numéricas dirigidas por computadoras
PLCs, reguladores Programables lógicos
Robótica
Ordenadores
Software
Reguladores
Redes
Interrevestimiento
Supervisión de equipo
Tecnologías:
FMS, (sistema flexible de la fabricación)
ASRS, almacenaje automatizado y sistema de recuperación
AGV, vehículo automatizado dirigido
Robótica
Sistemas de transporte automatizados
Niveles del CIM
Niveles jerárquicos de CIM
Hay 5 niveles fundamentales los que son:
Nivel de controlador de planta: Es el más alto nivel de la jerarquía de control, es representado por la(s)
computadora(s) central(es) (mainframes) de la planta que realiza las funciones corporativas como: administración de recursos y planeación general de la planta.
Nivel de controlador de área: Es representado por las computadoras (minicomputadoras) de control de las
operaciones de la producción. Es responsable de la coordinación y programación de las actividades de las celdas de manufactura, así como de la entrada y salida de material. Conectada a las computadoras centrales se encuentra(n) la(s) computador(as) de análisis y diseño de ingeniería donde se realizan tareas como diseño del producto, análisis y prueba. Adicionalmente, este nivel realiza funciones de planeación asistida por
computadora (CAP, por sus siglas en inglés), diseño asistido por computadora (CAD, por sus siglas en inglés) y planeación de requerimientos de materiales (MRP, por sus siglas en inglés).
Nivel de controlador de celda: La función de este nivel implica la programación de las órdenes de manufactura y coordinación de todas las actividades dentro de una celda integrada de
manufactura. Es representado por las computadoras (minicomputadoras, PC´s y/o estaciones de trabajo). En general, realiza la secuencia y control de los controladores de equipo.
Nivel de controlador de procesos o nivel de controlador de estación de trabajo: Incluye los controladores de equipo, los cuales permiten automatizar el funcionamiento de las máquinas. Entre estos se encuentran los controladores de robots (RC´s), controles lógicos programables (PLC´s), CNC´s, y microcomputadores, los cuales habilitan a las máquinas a comunicarse con los demás (incluso en el mismo nivel) niveles jerárquicos.
Nivel de equipo: Es el más bajo nivel de la jerarquía, está representado por los dispositivos que ejecutan los comandos de control del nivel próximo superior. Estos dispositivos son los actuadores, relevadores, manejadores, switches y válvulas que se encuentra directamente sobre el equipo de producción. De una manera más general se considera a la maquinaria y equipo de producción como representativos de este nivel.
¿Qué se debe analizar en un CIM?
Aspectos Administrativos de CIM
La Planificación de Exigencia del Material (Material Requirement Planning
(MRP)) es el método usado para derivar el calendario maestro de la producción
(MPS) a partir de pronósticos y/o órdenes de venta. El MRP ha evolucionado a
través de los años en un sistema en fase con el tiempo, controlando los
inventarios para la manufactura.
El MRP está basado en las listas de materiales (Bill Of Materials (BOM)) para la
producción que esta especificada en el calendario maestro de producción
(MPS) y el inventario actual con salidas de órdenes de compra y órdenes
liberadas del taller (shop floor) para la producción.
La BOM representa las partes requeridas y el material usado en la manufactura
de un producto al sistema MRP.
Los datos del control de inventarios reportan el inventario existente al sistema
MRP.
La forma en cómo trabaja el MRP es:
- Basado en el MPS obtiene una lista de materiales y componentes de acuerdo
con el BOM.
- Luego MRP calcula cuando se tiene que comenzar a realizar los productos
tomando en cuenta los tiempos de entrega y de manufactura.
- MRP ha evolucionado a un sistema totalmente integrado de planeación de
recursos de manufactura: el MRP II.
- MRP II incluye todo el MRP y también integra la capacidad de planeación de
los requerimientos (CPR), planeación de la producción y control de las
actividades de producción.
- El uso de MRP y MRP II no garantiza mejoras en los tiempos de entrega o
en la producción, reducción de costos e inventarios; pero si es un valioso
componente de una exitosa estrategia de negocios para alcanzar estos
objetivos.
Un MRP genera simplemente planeaciones y requerimientos que bien no
podrían ser alcanzados por la empresa. Es por eso que surge el MRP II, el cual
maneja información de retroalimentación que le permite tener funciones como
la planeación de capacidades, control de piso. También se tiene enlace con los
sistemas financieros de la compañía.
Generalmente los MRPII tienen 2 características básicas adicionales con
respecto a los MRP´s:
- Un sistema financiero y operacional. Cubre los aspectos de negocios de la
compañía como ventas, producción, ingeniería inventarios y contabilidad.
- Un simulador. Pueden simular planes de producción y la toma de decisiones
administrativas.
MRP II depende de 3 factores:
- Demanda dependiente vs. Independiente: La Primera, cuando un componente
de un producto es parte de otro o de otros productos. La última se refiere a las
partes o productos que no son usados en ningún otro producto.
- El Tiempo principal de manufactura: En la producción por lotes es complejo
debido a los frecuentes cambios de preparación; es más estable en la
producción en masa.
- El tiempo principal de las órdenes es el tiempo entre el punto de
ordenamiento y el tiempo en que el material se encuentra en el inventario.
Artículos comúnmente usados son los materiales en bruto que son utilizados
para una variedad de productos.
El MRP II funciona bien si estos factores están bajo control.
Diagrama de MRP
Concepto de ERP.
El término ERP fue inventado por The Gartner Group of Stamford, Connecticut.
Esencialmente, ERP concierne en asegurar que las decisiones de las firmas de
manufactura no sean hechas sin tomar en cuenta su impacto en la cadena de
suministro para arriba y para abajo. Tomando además, que las decisiones de
producción son afectadas por y afectan todas las otras áreas principales en los
negocios, incluyendo ingeniería, contabilidad, y mercadotecnia.
ERP (Enterprise Resource Planning) es un software conjunto integrado de
finanzas, distribución y manufactura con interfases con algunas otras
aplicaciones.
Las características de ERP son:
El software ERP no requiere que un negocio cambie sus prácticas, ERP se
adapta a las reglas de los negocios.
- Mientras que MRP II programaría una Planta, ERP programa múltiples plantas
completas, a toda la organización global.
- Operan vía bases de datos integradas y básicamente en un conjunto de
datos.
- Están escritos fundamentalmente en lenguajes de cuarta generación.
Sistema de MRP
Conclusión
El CIM ha sido de gran ayuda e indispensable a la
hora de automatizar un procedimiento, ósea, cosas que se producían a gran e
scala por muchas personas hoy en día y gracias a la CIM se producen
con las maquinarias automáticas que llevan dentro cerebros electrónicos
computarizados que han reducido el personal que intervenía en dichas
operaciones, los costos y el tiempo.
