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Programa de
Ingeniera Industrial
Asignatura: Taller de
Produccin II
Clase:
Manufactura Integrada
por Computadora CIM
2 de mayo de
2016
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CAD
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CAM
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CAE
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Fabricacin Integrada
por
ordenador
(CIM)
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Fabricacin Integrada
por
ordenador
(CIM)
El CAD, CAM y CAE son tecnologas que tratan deautomatizar ciertas tareas del ciclo de producto y
hacerlas ms eficientes. Dado que se han desarrollado
de forma separada, aun no se han conseguido todos los
beneficios potenciales de integrar las actividades dediseo y fabricacin del ciclo de producto. Para
solucionar este problema ha aparecido una nueva
tecnologa: la fabricacin integrada por ordenador o CIM(de Computer Integrated Manufacturing).
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Fabricacin Integrada
por
ordenador
(CIM)
La tecnologa de fabricacin integrada por ordenador oCIM (de Computer Integrated Manufacturing) tiene el
objetivo de unificar las islas de automatizacin
conjuntndolas para que cooperen en un sistema nico y
eficiente.
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Fabricacin Integrada
por
ordenador
(CIM)
El CIM trata de usar una nica base de datos que integretoda la informacin de la empresa y a partir de la cual se
pueda realizar una gestin integral de todas las
actividades de la misma, repercutiendo sobre todas las
actividades de administracin y gestin que se realicenen la empresa, adems de las tareas de ingeniera
propias del CAD y el CAM. Se dice que el CIM es ms
una filosofa de negocio que un sistema informtico.
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Fabricacin Integrada por ordenador
(CIM)
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Estruc tura de Manu factu ra Integrada por
Computadora
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CIM - Integracin
reas integradas bajo el paradigma de CIM
Diseo del producto: CAD, CAE, GT.
Planificacin del proceso: CAD, CAM, CAPP,
Manufactura Celular
Fabricacin: CNC, FMS, ROBOTICA, Almacenes
Automticos, Inspeccin Automtica, Clulas de
manufactura, control de procesos.
Gestin del Sistema: TQM, MRP, ERP, JIT, DSS
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CIM para convertirse en Fabricantes de
Clase Mundial
Peter G Mar identifica cuatro servicios industriales
que convergen por medio del uso de CIM en una sola
administracin del tipo dinmica, prevista para responder a
las demandas del mercado y permitir a las empresas
convertirse en Fab rican tes de Clase Mund ial.
Los cuatro servicios son los siguientes:
Tecnologas de automatizacin.
Herramientas de control de calidad.
El arte de la operacin y sus procesos.
Medicin de rendimiento de la planta
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CIM - Manufactura Integrada por
Computadora
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MANUFACTURA INTEGRADA POR
COMPUTADORA - CIM
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Introduccin a CIM
El termino fue acuado por Harrington en 1973. CIM presenta el camino para mejora la
competitividad de la manufactura.
Visiones de CIM : para algunos es el uso completo de robots computadoras para
automatizacin y sistemas flexibles de manufactura.
para otros CIM presenta el camino para la administracin,estructuracin, y gestin de las bases de datos de la empresa
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John W Bernard define a CIM como laintegracin de las computadoras digitales en
todos los aspectos del proceso de manufactura
(asistencia computarizada, automatizacin ycontrol)
CIM facilita la integracin de las actividades del
negocio y de las actividades de manufacturarepresentadas por:
Introduccin a CIM
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Introduccin a CIM
La integracin del Diseo, Ingeniera yFabricacin.
Logstica, Almacenamiento y Distribucin.
Clientes y Proveedores. Ventas y actividades de Marketing.
Administracin Financiera y el Control.
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Introduccin a CIM
Para entender el concepto de CIM se requiereentender los conceptos de :
Manufactura:significa fabricar,objetos en forma
manual,mecnica, en su forma moderna alcanzaa las actividades de transformacin de la materia
prima en producto terminado, incluye actividades
de diseo y la integracin del sistemas deinformacin para soportar el producto.
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Introduccin a CIM
Integracin:tiene como objetivo la informacinde cada una de las reas que participan en la
manufactura del producto, su venta y soporte.
Tecno lo gia computacional :participan en lasactividades de automatizacin, y en la
integracin de informacin esto incluye
hardware, sensores, redes, software, que sepresenta en cinco niveles para la manufactura:
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Funcionalidaddel producto
Conformacindel Producto
Conformacindel proceso
Capacidaddel proceso
IntegracinProceso yProducto
Inteligenciadel Proceso
Sistema de
Manuf.
Inglesa
Sistema de
Manuf.
Americana
Gestin
Cientfica
(Taylorism)
Optimizacin
de Procesos
Control
Numrico
(NC)
CIM
Precisin Repetibilidad Reproductibilidad Estabilidad Adaptabilidad Versatilidad
Mecnica Manufactura Industrial Calidad Sistemas ConocimientoFocalizacin
de
Ingeniera
Focalizacin
del Proceso
Focalizacin
del Control
Focalizacin de los Aspectos de los Sistemas de Manufactura
Evolucin de la Manufactura
Esq ema f ncional de n Sistema
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Esquema funcional de un Sistema
CIM
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CIM y Flexibilidad
Fabric a Tradicio nal
Variedad limitada deproductos
Diseo de larga vida de losproductos
Plantas mayores ycentralizadas
Flujos Regulares
Inventario de reserva
Fabrica Moderna
Gran Variedad limitada de
productosRpido cambio del Diseode los productos
Plantas menores ydescentralizadas
Flujos irregulares
Cero de reserva
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Beneficios Estratgicos de CIM
Flexibilidad: capacidad de responder mas rpidamente acambios en los requerimientos de volmenes o composicin.
Calidad:resultante de la inspeccin automtica y mayor
consistencia en la manufactura.
Tiempo perdido:reducciones importantes , resultantes de la
eficiencia en la integracin de informacin
Inventarios:reduccin de inventarios en procesos y de stock
de piezas terminadas debido a la reduccin de perdidas detiempos y el acceso oportuna a la informacin precisa.
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Beneficios Estratgicos de CIM
Control gerencial: reduccin de control como resultadode la accesibilidad a la informacin y la implementacin
de sistemas computacionales de decisin sobre factores
de produccin.
Espacio fsico: reduccin como resultado de incremento
de la eficiencia en la distribucin y la integracin de las
operaciones.
Opciones:previenen riesgos deobsolescencia,manteniendo la opcin de explotar nueva
tecnologa.
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Procesos
Informacin
Recursos
Organizacin
Procesos de la compaa
Jerarqua de los procesos
Grupos funcionales
Secuencia de funciones
Tipo de informacin
Relaciones
Flujo de informacin
Estructuracin
Enfoque de producto o
proceso
Estructura organizacional
Enfoque de control
Recursos Tecnolgicos
- Capacidades
- Infraestructura
Recursos Humanos
- Habilidades
- Experiencias
- Conocimientos
ContenidoAspecto
Que se debe analizar
en un CIM
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CIM y Flexibilidad
Situacin ante nuevas polticas de produccin Flexibilidad del producto y los procesos (adaptacin a la
demanda)
Calidad del producto
Automatizacin (manufactura en sistemas
discretos:ordenes de procesos variables con
interrupcin.)
Reduccin de tiempos y aumento de la productividad
Se requiere compromiso ente productividad y flexibilidad
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CIM y Flexibilidad
Bajo el concepto de CIM se presentan los sistemas
de manufactura flexibles constituidos por clulas
flexibles para organizar la produccin
Clula de manufactura flexible integra: Maquinas de CN.
Transporte.
Comunicacin.
Computador de control.
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CIM y Flexibilidad
las maquinas ejecutan diferentes tareas en diferentespiezas, con tiempos de configuracin despreciables
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Niveles de Automatizacin del CIM
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Niveles de Automatizacin del CIM
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Sec Min Hour Shift Day Week Month Year
Globales
Empresas
Fbrica
Centro
Celdas
Estaciones
Procesos
ManufacturingExecution Systems
Real-timeControl
ERP/MRP II/
MRP
Decision Support
Systems
Fuente : Shunk, 1997
Niveles de Automatizacin del CIM
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Niveles Jerrquicos del CIM
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Niveles del CIM
Nivel de co ntro lador de planta
Es el ms alto nivel de la jerarqua de control, es representado por la(s)computadora(s) central(es) (mainframes) de la planta que realiza lasfunciones corporativas como: administracin de recursos yplaneacin general de la planta.
Nivel de cont ro lador de rea
Es representado por las computadoras (minicomputadoras) de controlde las operaciones de la produccin. Es responsable de lacoordinacin y programacin de las actividades de las celdas demanufactura, as como de la entrada y salida de material. Conectadaa las computadoras centrales se encuentra(n) la(s) computador(as)de anlisis y diseo de ingeniera donde se realizan tareas como
diseo del producto, anlisis y prueba. Adicionalmente, este nivelrealiza funciones de planeacin asistida por computadora (CAP, porsus siglas en ingls), diseo asistido por computadora (CAD, porsus siglas en ingls) y planeacin de requerimientos de materiales(MRP, por sus siglas en ingls).
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Niveles Jerrquicos de un CIM
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Nivel de contro lador de celda
La funcin de este nivel implica la programacin de las rdenes de manufactura ycoordinacin de todas las actividades dentro de una celda integrada de
manufactura. Es representado por las computadoras (minicomputadoras, PCs
y/o estaciones de trabajo). En general, realiza la secuencia y control de los
controladores de equipo.
Nivel de contro lador de procesos o nivel de contro lado r
de estacin de trabajo
Incluye los controladores de equipo, los cuales permiten automatizar el
funcionamiento de las mquinas. Entre estos se encuentran los controladoresde robots (RCs), controles lgicos programables (PLCs), CNCs, y
microcomputadores, los cuales habilitan a las mquinas a comunicarse con los
dems (incluso en el mismo nivel) niveles jerrquicos
Niveles del CIM
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Niveles Jerrquicos de un CIM
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Nivel de equipo
Es el ms bajo nivel de la jerarqua, est representado por los
dispositivos que ejecutan los comandos de control del nivel prximo
superior. Estos dispositivos son los actuadores, relevadores,
manejadores, switches y vlvulas que se encuentra directamente
sobre el equipo de produccin. De una manera ms general seconsidera a la maquinaria y equipo de produccin como
representativos de este nivel.
Niveles del CIM
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Centros de Manufactura Integrada CIM
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Componentes del CIM (CAD-CAM-CAE)
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Los fundamentos de los sistemas de Diseo y
fabricacin asistidos por ordenador son muy amplios,abarcando mltiples y diversas disciplinas, entre las que
cabe destacar las siguientes:
Modelado geomtrico
Tcnicas de visualizacin
Tcnicas de interaccin grafica
Interfaz de usuario
Base de datos
Mtodos numricos
Conceptos de fabricacin
Conceptos de comunicaciones
Componentes del CIM (CAD-CAM-CAE)
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Componentes del CIM (CAD-CAM-CAE)
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Modelado geomtrico: Se ocupa del estudio de
mtodos de representacin de entidades geomtricas.
Existen tres tipos de modelos: almbricos, de superficies
y slidos, y su uso depende del objeto a modelar y la
finalidad para la que se construya el modelo. Se utilizanmodelos almbricos para modelar perfiles, trayectorias,
redes, u objetos que no requieran la disponibilidad de
propiedades fsicas (reas, volmenes, masa).
Componentes del CIM (CAD-CAM-CAE)
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Modelado geomtrico: Los modelos de superficie se
utilizan para modelar objetos como carroceras,
fuselajes, zapatos, personajes, donde la parte
fundamental del objeto que se esta modelando es el
exterior del mismo. Los modelos slidos son los que msinformacin contienen y se usan para modelar piezas
mecnicas, envases, moldes, y en general, objetos en
los que es necesario disponer de informacin relativa a
propiedades fsicas como masas, volmenes, centro de
gravedad, momentos de inercia, etc.
Componentes del CIM (CAD-CAM-CAE)
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Componentes del CIM (CAD-CAM-CAE)
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Tcnicas de visualizacin: Son esenciales para la
generacin de imgenes del modelo. Los algoritmos
usados dependern del tipo de modelo, abarcando
desde simples tcnicas de dibujo 2D para el esquema de
un circuito elctrico, hasta la visualizacin realistausando trazado de rayos o radiosidad para el estudio de
la iluminacin de un edificio. Es habitual utilizar tcnicas
especficas para la generacin de documentacin
dependiente de la aplicacin, como por ejemplo, curvas
de nivel, secciones o representacin de funciones sobre
slidos o superficies.
Componentes del CIM (CAD-CAM-CAE)
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Componentes del CIM (CAD-CAM-CAE)
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Tcnicas de interaccin grafica: Son el soporte de la
entrada de informacin geomtrica del sistema de
diseo. Entre ellas, las tcnicas de posicionamiento y
seleccin tienen una especial relevancia. Las tcnicas de
posicionamiento se utilizan para la introduccin decoordenadas 2D o 3D. Las tcnicas de seleccin
permiten la identificacin interactiva de un componente
del modelo, siendo por tanto esenciales para la edicin
del mismo.
Componentes del CIM (CAD-CAM-CAE)
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Componentes del CIM (CAD-CAM-CAE)
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Interfaz de usuario: Uno de los aspectos ms
importantes de una aplicacin CAD/CAM es su interfaz.
Del diseo de la misma depende en gran medida la
eficiencia de la herramienta.
Componentes del CIM (CAD-CAM-CAE)
C C (C
C
C )
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Componentes del CIM (CAD-CAM-CAE)
C d l CIM (CAD
CAM
CAE)
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Base de datos: Es el soporte para almacenar toda la
informacin del modelo, desde los datos de diseo, los
resultados de los anlisis que se realicen y la
informacin de fabricacin. El diseo de las bases dedatos para sistemas CAD/CAM plantea una serie de
problemas especficos por la naturaleza de la
informacin que deben soportar.
Componentes del CIM (CAD-CAM-CAE)
C t d l CIM (CAD
CAM
CAE)
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Componentes del CIM (CAD-CAM-CAE)
C t d l CIM (CAD
CAM
CAE)
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Mtodos numricos: Son la base de los mtodos de
calculo empleados para realizar las aplicaciones de
anlisis y simulacin tpicas de los sistemas de
CAD/CAM.
Componentes del CIM (CAD-CAM-CAE)
C t d l CIM (CAD
CAM
CAE)
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Componentes del CIM (CAD-CAM-CAE)
C t d l CIM (CAD
CAM
CAE)
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Conceptos de fabricacin: Referentes a mquinas,
herramientas y materiales, necesarios para entender y
manejar ciertas aplicaciones de fabricacin y en especial
la programacin de control numrico.
Componentes del CIM (CAD-CAM-CAE)
C t d l CIM (CAD
CAM
CAE)
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Componentes del CIM (CAD-CAM-CAE)
C t d l CIM (CAD
CAM
CAE)
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Conceptos de comunicaciones: Necesarios para
interconectar todos los sistemas, dispositivos y mquinas
de un sistema CAD/CAM.
Componentes del CIM (CAD-CAM-CAE)
C t d l CIM (CAD
CAM
CAE)
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Otra forma alternativa de estudiar los componentes del
CAD/CAM se basa en cmo se implementan. Segn este
criterio el CAD estara formado por el hardware ms el
software de diseo y el CAM estara formado por el
hardware ms el software de fabricacin y adems losmecanismos de comunicacin necesarios para
establecer la comunicacin con las maquinas y robots.
Componentes del CIM (CAD-CAM-CAE)
Centros de Manufactura Integrada
CIM
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Centros de Manufactura Integrada CIM
CIM - Manufactura Integrada por
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CIM Manufactura Integrada por
Computadora
CIM - Manufactura Integrada por
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CIM Manufactura Integrada por
Computadora
Histricamente, el CAD/CAM es una tecnologa, (tanto
hardware como software) guiada por la industria. Las
industrias aeroespacial, de automocin y naval,
principalmente, han contribuido al desarrollo de estas
tcnicas. Por lo tanto, el conocimiento de cmo seaplican las tcnicas CAD/CAM en la industria, es
fundamental para la comprensin de las mismas.
CIM - Manufactura Integrada por
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g p
Computadora
La mayora de las aplicaciones incluyen diferentes
mdulos entre los que estn modelado geomtrico,
herramientas de anlisis, de fabricacin y mdulos de
programacin que permiten personalizar el sistema.
CIM - Manufactura Integrada por
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Computadora
Las herramientas de modelado geomtrico realizan
funciones tales como transformaciones geomtricas,
planos y documentacin, sombreado, coloreado y uso de
niveles. Las herramientas de anlisis incluyen clculos
de masas, anlisis por elementos finitos, anlisis detolerancias, modelado de mecanismos y deteccin de
colisiones.
CIM - Manufactura Integrada por
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Computadora
CIM - Manufactura Integrada por
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Computadora
En algunas ocasiones, estas aplicaciones no cubren las
necesidades especficas de un determinado trabajo, en
cuyo caso se pueden utilizar las herramientas de
programacin para suplir estas carencias. Una vez que
el modelado se completa, se realizan los planos y ladocumentacin con lo que el trabajo queda listo para
pasar a la fase de CAM en la que se realizan
operaciones tales como planificacin de procesos,
generacin y verificacin de trayectorias de
herramientas, inspeccin y ensamblaje.
CIM - Manufactura Integrada por
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Computadora
AUTOMATISMOS INDUSTRIALES
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AUTOMATISMOS INDUSTRIALES
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