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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA INVESTIGACIÓN BIBLIOGRÁFICA Descripción breve Investigación bibliográfica sobre el Tema I: Manufactura integrada por computadora, abarcando todos los subtemas que integran a este.

Ingeniería Industrial Instituto Tecnológico Superior de Tepexi de Rodríguez

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TEPEXI DE RODRÍGUEZ ORGANISMO PÚBLICO DESCENTRALIZADO DEL GOBIERNO DEL ESTADO DE PUEBLA ACADEMIA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

INGENIERÍA INDUSTRIAL

MATERIA: TEMAS SELECTOS DE INGENIERÍA INDUSTRIAL DOCENTE: I.I JOSÉ GUADALUPE TÉLLEZ VALLEJO TEMA 1: MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA TRABAJO: INVESTIGACIÓN BIBLIOGRÁFICA

ALUMNOS: NANCY ZARATE CAMACHO ERWIN OMAR TRUJILLO FLORES GRUPO: “A” OCTAVO SEMESTRE

TEPEXI DE RODRIGUEZ 26/FEBRERO/2019

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ÍNDICE GENERAL ÍNDICE DE FIGURAS ...................................................................................................................... 3 INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................. 4 OBJETIVOS ...................................................................................................................................... 5 OBJETIVO GENERAL ................................................................................................................. 5 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...................................................................................................... 5 TEMA 1: MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA ........................................... 6 1.1 CONCEPTOS BASICOS ...................................................................................................... 7 Manufactura............................................................................................................................... 7 Integración ................................................................................................................................. 7 Computadoras........................................................................................................................... 7 CIM (Manufactura integrada por computadora). ................................................................. 8 1. 2 MÉTODOS AVANZADOS DE MANUFACTURA ........................................................... 18 Características ........................................................................................................................ 19 Ejemplos en empresas .......................................................................................................... 22 1.3 CONTROL NUMÉRICO ...................................................................................................... 25 Control numérico computarizado distribuido ...................................................................... 26 Principio de funcionamiento .................................................................................................. 26 Aplicaciones ............................................................................................................................ 27 Programación del control numérico ..................................................................................... 27 1.4

ROBÓTICA ...................................................................................................................... 28

Historia ..................................................................................................................................... 28 Clasificación ............................................................................................................................ 29 Impacto..................................................................................................................................... 32 1.5

SISTEMAS INTEGRALES DE MANUFACTURA ...................................................... 34

Base conceptual ..................................................................................................................... 35 Base Integral del Modelo de Manufactura .......................................................................... 38 Manufactura Integrada por Computadora (CIM)...................................................................... 38 Justo a tiempo (JIT)................................................................................................................ 43 Control de calidad (TQC) ...................................................................................................... 49 Requerimientos Tecnológicos y Organizacionales ........................................................... 54

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Factores de integración ......................................................................................................... 55 CONCLUSIÓN ................................................................................................................................ 60 Referencias ........................................................................................................................................ 62

ÍNDICE DE FIGURAS Ilustración 1 Aplicaciones ...................................................................................... 14 Ilustración 2 Beneficios estrategicos de CIM ......................................................... 18 Ilustración 3 Funciones primarias de manufactura ................................................ 36 Ilustración 4 Pilares de un sistema integrado por manufactura ............................. 37 Ilustración 5 Interacción de los recursos administrativos en un ambiente de manufactura .......................................................................................................... 38 Ilustración 6 Funciones secundarias de manufactura ........................................... 39 Ilustración 7 Manufactura integrada por computadora .......................................... 40 Ilustración 8 Visión conceptual de JIT ................................................................... 45 Ilustración 9 Visualización de la producción JIT .................................................... 47 Ilustración 10 Modelo de manufactura tradicional y la manufactura JIT ................ 48 Ilustración 11 Representación de las funciones de manufactura en un ambiente JIT .............................................................................................................................. 49 Ilustración 12 Requerimientos organizacionales para implementar SIM ............... 55 Ilustración 13 Modelo de un sistema de MRP ....................................................... 57 Ilustración 14 Visualización de un sistema MRP II ................................................ 58

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INTRODUCCIÓN La presente investigación bibliográfica explica el Tema 1: Manufactura Integrada por Computadora, además de que está integrada por los subtemas de este tema, con esto buscando poder comprender mejor los términos manejados en esta unidad, y de tal manera saber cómo aplicarlos. La evolución en las empresas y los cambios tecnológicos que con ella vinieron han traído mejoras en los procesos productivos con el tiempo, pero al crear soluciones por medio de la tecnología han nacido también nuevas necesidades que cubrir, estas surgen de la curiosidad humana por saber hasta dónde pueden mejorar una tarea o mecanismo. En muchas empresas, la automatización de ciertos procesos ocasiona que éstos se transformen en "islas", sin conexión evidente con los otros procesos que se ejecutan en la fábrica. Esto se debe a la falta de un concepto integrado probado y estándar; al alto costo de compra y puesta en marcha; y a la complejidad del cambio en la estructura organizativa. 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. Por las ya antes mencionadas necesidades, hemos llegado al punto donde entra la manufactura integrada por computadora la cual logra automatizar y optimizar por medio de computadoras estos procesos, concepto que representa nuestro objeto de investigación y que ampliaremos y desglosaremos a fin de entender plenamente su diversidad de características y utilidades.

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OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL 

Identificar en que se basa la Manufactura integrada por computadora con el fin de entender y aplicar de una manera más clara el CIM

OBJETIVOS ESPECÍFICOS   

Definir los conceptos básicos del tema Identificar las ventajas y desventajas del uso del CIM Identificar el origen del CIM

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TEMA 1: MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA

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1.1 CONCEPTOS BASICOS Manufactura Significa fabricar o producir objetos o mercancías manualmente o por medios mecánicos. Sin embargo, desde el punto de vista moderno envuelve todas las actividades necesarias para transformar la materia prima en producto terminado, para entregar el producto al cliente y soportar el desempeño del producto en el campo. Este concepto de manufactura empieza con el concepto de la entrega del producto, incluye actividades de diseño y especificaciones y se extiende hasta la entrega y actividades de ventas, por lo tanto, involucra la integración de todos los sistemas de información. The process of converting raw materials, components, or parts into finished goods that meet a customer's expectations or specifications. Manufacturing commonly employs a man-machine setup with division of labor in a large-scale production. (Proceso de conversión de material prima, componentes o partes en bienes finales que tienen expectativas y expectativas de los clientes. La manufactura comúnmente emplea una configuración hombre maquina con una división de labor a una producción de larga escala) (Dictionary, s.f.). Integración Este término debe ser visto claramente por los diferentes departamentos de la empresa sin importar la actividad que estén desempeñando, por lo tanto, la necesidad de información es básica. Integración significa que la información requerida por cada departamento esté disponible oportunamente, exactamente en el formato requerido y sin preguntas. Los datos deben venir directamente de su origen, que incluyen a las actividades de cada una de las áreas de la empresa. Computadoras Son herramientas que se seleccionan para las actividades de automatización y también pueden ser seleccionadas para la integración automatizada. Entonces la manufactura CIM se define como el uso de la tecnología por medio de las computadoras para integrar las actividades de la empresa.

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CIM (Manufactura integrada por computadora). John W. Bernard lo define como "la integración de las computadoras digitales en todos los aspectos del proceso de manufactura'.' Otra definición afirma que se trata de un sistema complejo, de múltiples capas diseñado con el propósito de minimizar los gastos y crear riqueza en todos los aspectos. También se menciona que tiene que ver con proporcionar asistencia computarizada, automatizar, controlar y elevar el nivel de integración en todos los niveles de la manufactura. La manufactura integrada por computador (CIM) es un concepto acuñado a principios de los ´70. Esta se propone utilizar el poder de análisis, cálculo y procesamiento de las computadoras al servicio de la producción de bienes de mercado. CIM 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. Ahora bien, el concepto CIM, en su más amplio sentido, no se limita a la automatización integrada del sistema productivo, sino que pretende lograr la total integración de la unidad de negocios. De ahí el punto: automatizar el diseño computarizado adoptando e integrando el proceso de manufactura en su totalidad. Anteriormente se ha tratado de describir el concepto CIM y como las tecnologías de sus componentes calzan en ese concepto, los avances tecnológicos están permitiendo que la integración sea realizada. Esta tecnología se centra en la computación y las telecomunicaciones, y busca la integración de todas las actividades del negocio Por lo tanto la manufactura integrada por computadora es uno de tantos conceptos avanzados que abarcan tecnologías modernas de manufactura, así como otros conceptos de manufactura como Justo a tiempo, calidad total, teoría de restricciones, etc. Lo realmente importante no es dar una definición al concepto, sino entender que se trata de una forma de trabajo en la cual todas las partes que intervienen para el 8

desarrollo de un producto están enfocadas a lograr la meta de una organización. Sin importar cuán eficientes sean las operaciones de corte, ensamblaje y movimiento de materiales, mientras no exista una buena coordinación y planificación no existirá real eficiencia. La tecnología CIM que mejora la administración de la manufactura son los sistemas MRP II (manufacturing resource planning) o planeación de insumos de manufactura y, más recientemente, JIT (just in time) o justo a tiempo. El MRP II ha sido llamado el sistema nervioso central de la empresa manufacturera. Contenidos en estos sistemas se encuentran los módulos de software que planean y organizan las operaciones de manufactura, permiten explorar mejores alternativas para la producción y los insumos, monitorean si las operaciones se ajustan al plan previo y permiten proyectar resultados incluso financieros. Se dice que ninguno de los sistemas actualmente instalados de CIM que tenga el MRP II lo usa a cabalidad, puesto que su capacidad de manejar información es demasiado elevada. La importancia de estos sistemas es obvia; a través de los datos ellos generan, recolectan y administran, estableciendo y manteniendo contactos con todas las locaciones y oficinas en la empresa. La producción JIT, relacionada a la anterior, ha hecho que muchas compañías replanteen su estrategia de producción, debido a los grandes beneficios obtenidos tras su implementación. Una de las máximas del JIT es la de producir lo que, y cuando se necesita, para eso reduce inventarios, particularmente inventarios de productos a medio terminar, y con ello costos de inventario. Partes compradas o materias primas son mandadas directamente a la línea de producción, varias veces al día si es necesario. Esta filosofía convierte el inventario en productos tan pronto como sea posible, y así echa por tierra la filosofía de mantener un buen inventario de partes de recambio "en caso de que se ocupen". Sin embargo, para que este sistema tenga éxito debe existir una estrecha relación con los proveedores, además éstos deben entregar un producto de calidad porque el JIT no permite perder tiempo en revisar las partes entrantes. Si los proveedores poseen una tecnología similar se evitan una serie de burocracias al hacer pedidos, pues las órdenes van de computador a computador. 9

Si este sistema es bien aplicado, el JIT puede significar reducciones de hasta un 75% en el inventario y lograr así mejoras equivalentes en la calidad del producto. Beneficios

 Énfasis en la calidad y uniformidad del producto, que se implanta mediante un mejor control del proceso.  Uso eficiente de materiales, maquinaria y personal, así como reducción importante del inventario de trabajo en proceso, todo lo cual mejora la productividad y reduce el costo de los productos.  Control total de la producción, calendarización y administración de la operación de manufactura.  Respuesta a ciclos más cortos de vida de los productos, a cambios de las demandas del mercado y a la competencia global. Visión de CIM

CIM es un concepto de completa optimización e integración de la compañía, no existen patrones predeterminados para llevar la integración de personas, funciones, información y necesidades de un negocio en específico. Los ejecutivos necesitan una visión compartida de su compañía que muestre a todos los contribuidores su valor agregado interrelaciones e interdependencias. Los ejecutivos deben promover el entendimiento de porqué el trabajo integrado es mejor que partes en específico funcionando separadamente. Generalmente

el

problema

no

es

la

disponibilidad

de

tecnología,

sino implementarla, conocer sus ventajas, conocer la potencia de dicha tecnología dentro de la empresa, ya que la gente generalmente se resiste al cambio. Los ejecutivos necesitan desarrollar una visión conceptual de CIM, una visión que provea confianza para estimar el impacto de la implementación de cómputo y automatización de la compañía. Necesitan una herramienta que les ayude a definir, diseñar, construir e implementar CIM, la herramienta que se propone para dicho cambio es la metodología del manejo de la información para todas las áreas de la empresa a través del uso de sistemas de cómputo para lograr el objetivo. 10

El Modelo CIM y el origen del modelo CIM

El modelo CIM es una herramienta, que describe la visión y arquitectura de la manufactura integrada por computadora a la dirección de la organización, que puede ser a su vez comunicada en áreas funcionales y operacionales, a técnicos y

científicos que proveen planes lógicos para que la visión de CIM pueda ser implementado físicamente. El modelo CIM se deriva de la “empresa CIM” desarrollada por la Asociación de sistemas computarizados automatizados (consejo técnico de la sociedad de ingenieros de EU). Este concepto describe los sistemas generales de negocios, lee áreas de producción y los sistemas que los Integran a la empresa. Estructura

Existe una jerarquía de control en los ambientes manufactureros, en la cual hay 5 niveles principales que se detallan a continuación:  Control de máquinas (PLCs)  Control de celdas  Computador de área  Computador de planta  Computador corporativo El nivel más bajo consiste en productos basados en microprocesadores que controlan directamente las máquinas. En el segundo nivel, varias máquinas trabajan en conjunto, y aunque cada una de ellas trabaja con su propio control, existe un computador central que las maneja. El tercer nivel monitorea operaciones de un área de la planta, por ejemplo, una línea de ensamblado o una línea de soldadura robotizada. El computador de planta sirve más para funciones administrativas, puesto que a pesar de que la planeación

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debe hacerse a distintos niveles, siempre existe alguien que los autoriza y divide las labores en la planta. Finalmente, y al tope de la jerarquía de control, encontramos el computador corporativo, dentro del cual reside la base de datos y los programas financieros y administrativos de la empresa. Una de las más importantes funciones de este computador es organizar la base de datos, de tal manera que ella pueda ser fácilmente manejada y guardada. Metodología

Hay distintas maneras de generar modelos de ensamblado en estos sistemas, los cuales son: modelos en modelos, componentes o figuras y ensamblados inteligentes. Todo va en el software y hardware del que se disponga. La base de cualquier sistema CAD / CAM es la plataforma de software usada en generar y documentar el modelo de una parte o documento, y es el llamado corazón del sistema. Lo que vendría a ser el alma del sistema son las aplicaciones que se le pueden agregar. Es a través de aplicaciones que las verdaderas eficiencias del CAD / CAM en términos de ahorro en producción y costos relacionados con el proceso se pueden ver realizadas. Las aplicaciones en el ambiente CAD / CAM pueden ser separadas en tres tipos principales: función, disciplina e industria. Algunas de ellas son:  Función  Diseño  Análisis  Documentación  Planeación de producción  Manufactura  Control de calidad  Simulación  Soporte logístico 12

 Disciplina  Estructural  Mecánica  Eléctrica  Electrónica  Arquitectura  Civil  Industria  Aero espacial  Automotriz Las funciones son normalmente aquellas operaciones, herramientas o acciones soportadas por la plataforma de software, tales como la geometría wireframe o la modelación de la superficie. Las disciplinas son creadas con la adición de software especializado de aplicación, librerías, interfaces de usuario y herramientas sobre las funciones básicas con el fin de crear diagramas esquemáticos de aplicaciones de wireframes, o aplicaciones de estilo de software de modelación de superficie. Las

aplicaciones industriales son

creadas

con

el

software

específico

para disciplinas o industrias, y la adición de librerías y herramientas especiales para cada proceso en particular. La creación y documentación básica de los modelos CAD / CAM es parte de la plataforma de software, mientras que las aplicaciones son las herramientas usadas para automatizar completamente el proceso de diseño. Una breve lista de aplicaciones puede verse en la siguiente tabla:

Mecánica

Diseño

eléctrico/ Arquitectura/ Civil

electrónico

Diseño componentes electrónicos

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de

Eslabones mecanismos Hidráulica

y Diagramas

de Diseño con acero

Tableros

cableado y Cableado

y Tubos,

neumática

encaminado

Planchas de metal

Diseño

de

diseño

de Diseño LSI

plantas arneses Topografía

VLSI

para cables Diseño de moldes

Sistemas

de Creación de mapas

Diseño hidráulico

de Diseño de concretos

Diseño guiado

iluminación Diseño de fundición

Distribución potencia

Superficies y estilos

Diseño para montar y Planeación de espacio

Por ondas

acercar Engranajes y poleas

Diseño

lógico

y Planeación de espacio

Por ondas

esquemático Ilustración 1 Aplicaciones

El análisis ingenieril puede ser dividido en varias áreas, sin embargo, una clasificación más general es:  Soluciones cerradas: hechas con ecuaciones particulares para ese tipo de problemas.  Análisis lógico y de simulación: Análisis computacional para comprobar ajuste a la forma y a la función.  Elementos finitos y análisis de diferencias finitas: Análisis computacional para sistemas particulares: Análisis estructural, mecánico y térmico  Análisis cinemático: Virtualmente se puede observar la operación de un componente. Elementos computarizados integrales

Un sistema CIM tendrá elementos integrados a través de una base de datos por computadora:  Diseño asistido por computadora (CAD).  Manufactura asistida por computadora (CAM).  Robótica. 14

 Planeación de recursos de fabricación (MRP II).  Tecnología de grupos (Group Tecnology). Estos elementos resultan básicos para el diseño y manufactura del producto. Los sistemas de control están aislados funcionalmente y se comunican mediante interfaces estándar. Los equipos han de estar dotados de sensores que permitan la respuesta ante los datos de rendimiento, y se debe implementar un entorno informático distribuido (Loreto, 2014, pág. 6). 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. Jerarquías de control con CIM

La tecnología computacional es la tecnología que integra todas las otras tecnologías CIM. La tecnología computacional incluye todo el rango de hardware y de software ocupado en el ambiente CIM, incluyendo lo necesario para las telecomunicaciones.

Existe

una

jerarquía

de

control

en

los

ambientes

manufactureros, en la cual hay 5 niveles principales que se detallan a continuación:  Control de máquinas (PLC)  Control de celdas 15

 Computador de área  Computador de planta  Computador corporativo El nivel más bajo consiste en productos basados en microprocesadores que controlan directamente las máquinas. En el segundo nivel, varias máquinas trabajan en conjunto, y aunque cada una de ellas trabaja con su propio control, existe un computador central que las maneja. El tercer nivel monitorea operaciones de un área de la planta, por ejemplo, una línea de ensamblado o una línea de soldadura robotizada (Loreto, 2014, pág. 7). El computador de planta sirve más para funciones administrativas, puesto que a pesar de que la planeación debe hacerse a distintos niveles, siempre existe alguien que los autoriza y divide las labores en la planta. Finalmente, y al tope de la jerarquía de control, encontramos el computador corporativo, dentro del cual reside la base de datos y los programas financieros y administrativos de la empresa. Una de las más importantes funciones de este computador es organizar la base de datos, de tal manera que ella pueda ser fácilmente manejada y guardada. Implementación de CIM

Se tienen distintos sistemas CIM en función de los tipos de integración que se presenten:  CIM I: Sólo existe integración funcional en el subsistema de Operaciones.  CIM II: Integración entre los subsistemas de Marketing y Operaciones.  CIM III: Fuerte integración interna de la empresa, pero escasa en relación con clientes y proveedores.  CIM IV: Es el más complejo, ya que necesita todos los tipos de integración como requisito previo. Beneficios estratégicos del CIM

A pesar de que los beneficios cualitativos del CIM no son cuantificados en las ecuaciones de factibilidad de inversión, se sabe positivamente que CIM aporta incuantificables beneficios (Loreto, 2014, pág. 8). Entre los más importantes beneficios del CIM se encuentran las mejoras en la productividad, mayor rapidez en 16

la introducción o modificación de productos, y una mejor intercambiabilidad de los trabajos específicos. Algunos de los más importantes beneficios estratégicos del CIM están presentados en la siguiente tabla:

Beneficio

Descripción

Flexibilidad

Capacidad

de

rápidamente

a

requerimientos

responder cambios de

más

en

los

volumen

o

composición. Calidad

Resultante de la inspección automática y

mayor

consistencia

en

la

manufactura. Tiempo perdido

Reducciones importantes resultantes de la eficiencia en la integración de información.

Inventarios

Reducción de inventario en proceso y de stock de piezas terminadas, debido a la reducción de pérdidas de tiempo y el acceso oportuno a información precisa.

Control gerencial

Reducción de control como resultado de la accesibilidad a la información y la implementación

de

sistemas

computacionales de decisión sobre factores de producción. Espacio físico

Reducciones

como

resultado

de

incremento de la eficiencia en la distribución operaciones. 17

y

la

integración

de

Opciones

Previene riesgos de obsolescencia, manteniendo la opción de explotar nueva tecnología.

Ilustración 2 Beneficios estratégicos de CIM

Límites para la implementación de CIM

Es una inversión con efecto a largo plazo en la que existen alternativas de menor costo y riesgo debido al reducido número de éxitos logrados. Genera la incertidumbre asociada a la inversión en alta tecnología por la difícil justificación financiera a corto plazo. Puede darse el caso de que la empresa se resista al cambio por confusión sobre el propio concepto de CIM (Salazar, 2009).

1. 2 MÉTODOS AVANZADOS DE MANUFACTURA Los sistemas avanzados de manufactura se refieren a la generación y utilización del conocimiento y de tecnología innovadora para la creación o mejora de productos, procesos, servicios y componentes que tengan un valor agregado elevado y un gran potencial para impactar en el mercado. Son un conjunto de tecnologías con un alto nivel de eficiencia, que permiten gran flexibilidad de las actividades relacionadas con la planificación, diseño, ejecución y control de las operaciones. Tienen como objeto mejorar los materiales, sistemas, medios y procesos, abarcando todas las etapas de la producción. One of the most widely used definitions of advanced manufacturing involves the use of technology to improve products and/or processes, with the relevant technology being described as "advanced," "innovative," or "cutting edge." (Uno de las definiciones más ampliamente utilizadas de Manufactura avanzada involucre el uso de tecnología para mejorar productos y/o procesos, con la tecnología relevante está siendo descrita como “avanzada”, “innovadora” o “de punta”) (Advanced Manufacturing, 2015).

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En el mundo actual tan competitivo y exigente, las empresas necesitan fabricar productos que superen las expectativas de los clientes en cuanto a calidad, servicio y costo. Como consecuencia, necesitan ser cada vez más eficientes para mantenerse en el mercado global. Por tanto, deben aprovechar lo más posible los conocimientos y tecnologías de vanguardia, sustituyendo así a la manufactura tradicional. Lo más importante para las empresas es mantener un alto nivel competitivo. Para ello deben tomar en cuenta muchos factores, tales como: reducción de costos, aumento de la productividad, mejora de la calidad del producto, flexibilidad, entre otros elementos. Características Interacción personas-máquinas y máquinas-máquinas

Los modelos de manufactura han evolucionado, desde procesos de automatización especializada, con una robotización aislada, hacia otra con procesos más complejos y autónomos, abarcando así toda la cadena de valor de los productos, con una robotización conectada y con nuevos protocolos de interacción entre personas y máquinas, y entre máquinas y máquinas. Por tanto, estos sistemas surgen de la evolución y unión entre diferentes tecnologías operativas, vinculadas al automatismo de los procesos industriales y las nuevas plataformas de tecnologías de información, tal como el Internet de las cosas, la nueva generación de redes, la computación en la nube, los sistemas de inteligencia artificial y el análisis de grandes datos. Uso de tecnologías

Estas tecnologías hacen un amplio uso del computador, así como de tecnologías de información y de alta precisión, todos integrados a una fuerza de trabajo de alto rendimiento.

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Se trata de un sistema de manufactura capaz de producir una mezcla heterogénea de productos, ya sea en volúmenes bajos o altos, con la misma eficiencia de la producción en masa, y con la misma flexibilidad de la fabricación por pedido, con el fin de responder rápidamente a la demanda de los clientes. Se han venido desenvolviendo bajo el marco sumamente competitivo de Internet. Su uso ha sido liderado por corporaciones internacionales especializadas en la industria informática, la industria automotriz y la automatización industrial. El desarrollo de estos sistemas ha estado delimitado a países con una visión geopolítica de las plataformas tecnológicas nuevas, un ecosistema digital e industrial sofisticado, y fuertes asociaciones entre el sector privado y público. Ventajas

La implantación de estos sistemas brinda múltiples ventajas en las diferentes áreas de una empresa. Entre las principales ventajas tenemos: Diseño 

Reducen el tiempo de conceptualización y diseño del producto.



Optimizan la calidad del diseño.

Producción

 Mejoran la utilización y organización de la planta.  Agrandan la capacidad de la planta.  Disminuyen el costo de manufactura.  Acortan los tiempos de preparación de máquinas.  Incrementan la confiabilidad en los sistemas tecnológicos y en el producto fabricado.  Aumentan la calidad del producto.  Reducen el tamaño del lote de producción.  Disminuyen el número de máquinas-herramientas.

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 Flexibilizan la producción por volumen.  Reducen el desperdicio. Recursos humanos 

Reducen el costo de mano de obra.



Facilitan la organización, mejorando los flujos de comunicación.



Incrementan la productividad del operador.

Comercial – mercadotecnia 

Ofrecen respuestas rápidas a las necesidades de los clientes.



Rápido posicionamiento en el mercado.



Reducen los tiempos de entrega.



Incrementan las ventas y la cobertura de mercado.

Materiales 

Reducen los niveles de inventario y la variedad de componentes.



Reducen el manejo de materiales.

Desventajas

Se requiere de mucha preparación industrial y técnica para implementar un sistema de manufactura avanzada, tales como: 

Se debe contar con las instalaciones para la implementación.



Contratar el personal capacitado para su utilización.



Lograr un compromiso gerencial (entre otras variables) con dicha tecnología.



Los equipos y tecnología son extremadamente costosos, aunque al final vayan a retribuir ganancias para la empresa.

Entre los principales impedimentos para su expansión están: 

La incertidumbre sobre cómo van a evolucionar estas tecnologías. 21



El acceso exclusivo de estas tecnologías sólo a grandes empresas con procesos de producción estandarizados.



La carencia de personal con capacidades fundamentales necesarias (por ejemplo, análisis de grandes datos) y de recursos humanos calificados y especializados.



La dificultad de convenir los estándares para la interoperabilidad.

Se tiene previsto que en el corto y mediano plazo las nuevas tecnologías van a desplazar los empleos de baja calificación, requiriendo recursos humanos con nuevas habilidades para poder administrar y manejar estos sistemas, por lo cual el efecto sobre el empleo será negativo en los sectores tradicionales. Ejemplos en empresas Los sistemas avanzados de manufactura que se describen a continuación son los que actualmente están siendo más utilizados por diferentes empresas a nivel mundial. Ingeniera concurrente

Se refiere a un enfoque para el diseño de producto en el cual las empresas intentan reducir el tiempo que se requiere para llevar acabo un nuevo producto al mercado. En una compañía que practica la ingeniería concurrente (o también conocida como ing. simultánea) la planeación de manufactura empieza cuando el diseño de producto se está desarrollando. El diseño para la manufactura y el ensamble es el aspecto más importante de la ingeniería concurrente, debido a que tiene el mayor impacto en los costos de producción y en el tiempo de desarrollo del producto. Elaboración rápida de prototipos

Se refiere a la capacidad para diseñar y producir productos de alta calidad en el tiempo mínimo. Es una familia de procesos de fabricación singulares, desarrollados para hacer prototipos de ingeniería en el menor tiempo posible. Mencionare tres técnicas donde ellas dependen de datos de diseño generados en un sistema grafico computarizado. Hablar de esto implica hablar de la gran precisión

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con que se realizan los trazos gracias modelo grafico computarizado de la geometría de partes. 1.- Estereolitografia 2.- Sinterizado selectivo con laser 3.- Modelado por deposición fundida Estereolitografia

Es un proceso para fabricar una parte plástica sólida a partir de un archivo de datos. Generado a partir de un modelo sólido mediante un sistema grafico computarizado de la geometría de partes controla un rayo láser. Cada capa tiene .005 a 0.0020 pulg. El láser sirve para endurecer el polímero foto sensible en donde el rayo toca el líquido, formando una capa sólida de plástico, que se adhiere a la plataforma. Cuando termina a la capa inicial, se baja la plataforma una distancia igual al grosor de la capa anterior y se forma una segunda así sucesivamente hasta terminar la pieza completa. Sinterizado selectivo con laser

Este proceso es similar al anterior nada más que en lugar de utilizar un polímero liquido se utilizan polvos y se comprime por el rayo láser hasta formar las capas que van a formar la pieza. Modelado por deposición fundida

Este proceso se basa en irle dando forma con el rayo láser aun una pieza ya sea de un material similar al de la cera. CAD

El Diseño Asistido por Computador (CAD) utiliza un computador para mejorar la fabricación, desarrollo y diseño de los productos y permiten simular el funcionamiento de un producto antes de su fabricación. CAM

En la Manufactura Asistida por Computador (CAM) el computador es el que va a controlar directamente al equipo de manufactura, en lugar de los operadores humanos. 23

Esto elimina los errores humanos y reduce el costo de mano de obra. Dan constante precisión y uso óptimo del equipo. ERP

La Planeación de Recursos para la Empresa (ERP) integra toda la información y los procesos informáticos de una organización. Un ejemplo conocido de sistema ERP es el R3 de SAP. CNC

El Control Numérico por Computador (CNC) permite producir estándares de calidad más precisos, implantando esquemas flexibles de producción, pero sin sacrificar la productividad. A través del computador se definen las condiciones necesarias de producción para cada producto. Los sistemas visuales son equipos con sensores ópticos con capacidad para reconocer imágenes. Se utilizan para la detección de defectos de fabricación, para la selección y clasificación automática de objetos y para verificar especificaciones de empaque. Los sistemas de medición de alta precisión reducen las tolerancias de las especificaciones de diseño, generando artículos con sólidos diseños y de mayor duración. FMS

Los Sistemas de Manufactura Flexible (FMS), en los que existe la suficiente flexibilidad para reaccionar en caso de cambios previstos o imprevistos. Combinan la automatización, el diseño modular y la manufactura celular para producir en masa una gran diversidad de diseños en un mismo producto (Corvo, 2013).

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1.3 CONTROL NUMÉRICO El control numérico es una forma de automatización programable en la cual el equipo de procesado se controla a través de números, letras y otros símbolos. Estos números, letras y símbolos están codificados en un formato apropiado para definir un programa de instrucciones para desarrollar una tarea concreta. Cuando la tarea en cuestión cambia, se cambia el programa de instrucciones. La capacidad de cambiar el programa hace que el control numérico sea apropiado para volúmenes de producción bajos o medios, dado que es más fácil escribir nuevos programas que realizar cambios en los equipos de procesado.

El principio de operación común de todas las aplicaciones del control numérico es el control de la posición relativa de una herramienta o elemento de procesado con respecto al objeto a procesar. La aplicación del control numérico abarca gran variedad de procesos, se dividen las aplicaciones en dos categorías: aplicaciones con máquina herramienta y aplicaciones sin máquina herramienta. CNC Significa "Control Numérico Computarizado". En una máquina CNC, a diferencia de una máquina convencional o manual, una computadora controla la posición y velocidad de los motores que accionan los ejes de la máquina. Gracias a esto puede hacer movimientos que no se pueden lograr manualmente como círculos, líneas diagonales y figuras complejas tridimensionales.

Las máquinas CNC son capaces de mover la herramienta al mismo tiempo en los 3 ejes para ejecutar trayectorias tridimensionales como las que se requieren para el maquinado de moldes y troqueles En una máquina CNC una computadora controla el movimiento de la mesa, el carro y el husillo. Una vez programada la máquina esta ejecuta todas las operaciones por sí sola, sin necesidad de que el operador esté manejándola. En el caso de una industria o un taller, esto permite aprovechar mejor el tiempo del personal para que sea más productivo.

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El término "Control Numérico" se debe a que las órdenes dadas a la máquina son indicadas mediante códigos numéricos (3DCadPortal, s.f.).

Control numérico computarizado distribuido Se refiere al modo de operación en la cual múltiples máquinas de CNC y otros equipos de producción (máquinas de medición, robots, etc.) son conectados a una computadora. La transmisión directa de datos elimina el medio de almacenamiento usado tradicionalmente como disquetes. La característica esencial de un sistema DNC es la administración y control de información para múltiples máquinas de DNC, en la cual, la computadora puede llegar a asumir responsabilidad sobre funciones del CNC. Anteriormente, los CNC tenían poca capacidad de memoria, y transmitirían información bloque por bloque en tiempo real. Ahora los controles de CNC modernos ya no tienen una dependencia crítica de la computadora del DNC, pueden trabajar independientemente una vez almacenado el programa en su computadora (Costa, pág. 2).

Principio de funcionamiento Para mecanizar una pieza se usa un sistema de coordenadas que especificarán el movimiento de la herramienta de corte. El sistema se basa en el control de los movimientos de la herramienta de trabajo con relación a los ejes de coordenadas de la máquina, usando un programa informático ejecutado por un ordenador. Torno CNC

En el caso de un torno, hace falta controlar los movimientos de la herramienta en dos ejes de coordenadas: el eje de las X para los desplazamientos laterales del Porta Herramienta y el eje de las Z para los desplazamientos transversales de la Herramienta de Corte. Fresadoras

En el caso de las fresadoras se controlan los desplazamientos verticales, que corresponden al eje Z. Para ello se incorporan servomotores en los mecanismos de desplazamiento del eje X y el Y, en el caso de los tornos, y en la mesa en el caso

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de la fresadora; dependiendo de la capacidad de la máquina, esto puede no ser limitado únicamente a tres ejes. Cantidad de ejes

La Máquina CNC puede tener: |2 ejes |2 ejes 1/2 |3 ejes |3 ejes 1/2 |4 ejes |5 ejes Aplicaciones Puede aplicarse para modelar metales, de ebanistería, carpintería, plásticos, circuitos impresos para electrónica, etc. La aplicación de sistemas de CNC en las máquinas-herramienta han hecho aumentar la producción, al tiempo que ha hecho posible efectuar operaciones de conformado que era difícil de hacer con máquinas convencionales, por ejemplo, la realización de superficies esféricas manteniendo un elevado grado de precisión dimensional. Finalmente, el uso de CNC incide favorablemente en los costos de producción al propiciar la baja de costes de fabricación de muchas máquinas, mejorando su calidad. Programación del control numérico Se pueden utilizar métodos de programación manual y automática usando código G. Programación manual

En este caso, el programa pieza se escribe únicamente por medio de razonamientos y cálculos que realiza un operario. El programa de mecanizado comprende todo el conjunto de datos que el control necesita para la mecanización de la pieza. Programación automática

En este caso, los cálculos los realiza un computador, que suministra en su salida el programa de la pieza en lenguaje máquina el cual es procesado por la maquina CNC. Precisión

Un eje de estas máquinas por lo general es accionado por un motor de paso en los cuales un giro de 360 grados está dividido en 200 de estos pasos por lo que la precisión del eje va a estar dada por el paso de rosca del husillo que mueve la posición de la herramienta en una revolución entre el número de pasos en este caso 200. Ejemplo: si el husillo del eje X cuyo paso de rosca es igual a 1 mm se divide

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entre los 200 pasos del motor la maquina entrega 0,005 mm de precisión en este eje (Control Numérico Computarizado, 2011).

1.4

ROBÓTICA

Robótica. Es una Ciencia o rama de la Tecnología, que estudia el diseño y construcción de máquinas capaces de desempeñar tareas realizadas por el ser humano o que requieren del uso de inteligencia. Las ciencias y tecnologías de las que deriva podrían ser: el álgebra, el Autómata programable, las máquinas de estados, la mecánica o la informática. De forma general, la robótica se define como: El conjunto de conocimientos teóricos y prácticos que permiten concebir, realizar y automatizar sistemas basados en estructuras mecánicas poli articuladas, dotados de un determinado grado de "inteligencia" y destinados a la producción industrial o a la sustitución del hombre en muy diversas tareas. Historia La palabra robot fue usada por primera vez en el año 1921, cuando el escritor checo Karel Capek (1890 - 1938) estrena en el teatro nacional de Praga su obra Rossum's Universal Robot (R.U.R.). Su origen es de la palabra eslava robota, que se refiere al trabajo realizado de manera forzada. La trama era sencilla: el hombre fabrica un robot, luego el robot mata al hombre.

La realidad y la historia plantean cuestiones diferentes acerca de la idea de los robots

que

datan

desde

el Siglo

I

a.n.e. cuando

inventores

como Ctesibius de Alexandria, Filón de Bizancio y Herón de Alexandria, describen más de 100 máquinas y autómatas, incluyendo un artefacto con fuego, un órgano de viento, una máquina operada mediante una moneda, una máquina de vapor, en Pneumatica y Automata de Herón de Alexandria.

La historia de la robótica ha estado unida a la construcción de "artefactos", que trataban de materializar el deseo humano de crear seres a su semejanza y que lo descargasen del trabajo.

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El ingeniero español Leonardo Torres Quevedo (GAP) creador del primer mando a distancia para su automóvil mediante telegrafía sin hilo, el ajedrecista automático, el primer transbordador aéreo y otros muchos ingenios, acuñó el término "automática" en relación con la teoría de la automatización de tareas tradicionalmente relacionadas con los humanos.

El término robótica es también puesto en circulación por Isaac Asimov, definiendo a la ciencia que estudia a los robots. Asimov creó también las Tres Leyes de la Robótica. En la ciencia ficción el hombre ha imaginado a los robots visitando nuevos mundos, haciéndose con el poder, o simplemente aliviando de las labores caseras. Clasificación Según su cronología 1ra Generación. Manipuladores

Son sistemas mecánicos multifuncionales con un sencillo sistema de control, bien manual, de secuencia fija o de secuencia variable. 2da Generación. Robots de aprendizaje.

Repiten una secuencia de movimientos que ha sido ejecutada previamente por un operador humano. El modo de hacerlo es a través de un dispositivo mecánico. El operador realiza los movimientos requeridos mientras el robot le sigue y los memoriza. 3ra Generación. Robots con control sensorizado.

El controlador es una Computadora que ejecuta las órdenes de un programa y las envía al manipulador para que realice los movimientos necesarios. 4ta Generación. Robots inteligentes.

Son similares a los anteriores, pero además poseen sensores que envían información a la computadora de control sobre el estado del proceso. Esto permite una toma inteligente de decisiones y el control del proceso en tiempo real.

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Según su arquitectura

La arquitectura, es definida por el tipo de configuración general del Robot, puede ser metamórfica. El concepto de metamorfismo, de reciente aparición, se ha introducido para incrementar la flexibilidad funcional de un Robot a través del cambio de su configuración por el propio Robot. El metamorfismo admite diversos niveles, desde los más elementales (cambio de herramienta o de efecto terminal), hasta los más complejos como el cambio o alteración de algunos de sus elementos o subsistemas estructurales. Los dispositivos y mecanismos que pueden agruparse bajo la denominación genérica del Robot, tal como se ha indicado, son muy diversos y es por tanto difícil establecer una clasificación coherente de los mismos que resista un análisis crítico y riguroso. La subdivisión de los Robots, con base en su arquitectura,

se

hace

en

los

siguientes

grupos: Poli

articulados, Móviles, Androides, Zoomórficos e Híbridos. Poli articulados

En este grupo están los Robots de muy diversa forma y configuración cuya característica

común

es

la

de

ser

básicamente

sedentarios

(aunque

excepcionalmente pueden ser guiados para efectuar desplazamientos limitados) y estar estructurados para mover sus elementos terminales en un determinado espacio de trabajo según uno o más sistemas de coordenadas y con un número limitado de grados de libertad". En este grupo se encuentran los manipuladores, los Robots industriales, los Robots cartesianos y se emplean cuando es preciso abarcar una zona de trabajo relativamente amplia o alargada, actuar sobre objetos con un plano de simetría vertical o reducir el espacio ocupado en el suelo. Móviles

Son Robots con gran capacidad de desplazamiento, basados en carros o plataformas y dotados de un sistema locomotor de tipo rodante. Siguen su camino por telemando o guiándose por la información recibida de su entorno a través de sus sensores. Estos Robots aseguran el transporte de piezas de un punto a otro de una cadena de fabricación. Guiados mediante pistas materializadas a través de la Radiación electromagnética de Circuitos empotrados en el suelo, o a través de 30

bandas detectadas Fotoeléctricamente, pueden incluso llegar a sortear obstáculos y están dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia. Androides

Son Robots que intentan reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento cinemática del ser humano. Actualmente los androides son todavía dispositivos muy poco evolucionados y sin utilidad práctica, y destinados, fundamentalmente, al estudio y experimentación. Uno de los aspectos más complejos de estos Robots, y sobre el que se centra la mayoría de los trabajos, es el de la locomoción bípeda. En este caso, el principal problema es controlar dinámica y coordinadamente en el tiempo real el proceso y mantener simultáneamente el equilibrio del Robot. Zoomórficos

Los Robots zoomórficos, que considerados en sentido no restrictivo podrían incluir también a los androides, constituyen una clase caracterizada principalmente por sus sistemas de locomoción que imitan a los diversos seres vivos. A pesar de la disparidad morfológica de sus posibles sistemas de locomoción es conveniente agrupar a los Robots zoomórficos en dos categorías principales: caminadores y no caminadores. El grupo de los Robots zoomórficos no caminadores está muy poco evolucionado. Los experimentados efectuados en Japón basados en segmentos cilíndricos biselados acoplados axialmente entre sí y dotados de un movimiento relativo de rotación. Los Robots zoomórficos caminadores multí-pedos son muy numeroso y están siendo experimentados en diversos laboratorios con vistas al desarrollo posterior de verdaderos vehículos terrenos, piloteando o autónomos, capaces de evolucionar en superficies muy accidentadas. Las aplicaciones de estos Robots serán interesantes en el campo de la exploración espacial y en el estudio de los Volcanes. Híbridos

Estos Robots corresponden a aquellos de difícil clasificación cuya estructura se sitúa en combinación con alguna de las anteriores ya expuestas, bien sea 31

por Conjunción o por Yuxtaposición. Por ejemplo, un dispositivo segmentado articulado y con ruedas, es al mismo tiempo uno de los atributos de los Robots móviles y de los Robots zoomórficos. De igual forma pueden considerarse híbridos algunos Robots formados por la yuxtaposición de un cuerpo formado por un carro móvil y de un brazo semejante al de los Robots industriales. En parecida situación se encuentran algunos Robots antropomorfos y que no pueden clasificarse ni como móviles ni como androides, tal es el caso de los Robots personales. Impacto La Robótica es una nueva tecnología, que surgió como tal, hacia 1960. Han transcurrido pocos años y el interés que ha despertado, desborda cualquier previsión. Quizás, al nacer la Robótica en la era de la información, una propaganda desmedida ha propiciado una imagen irreal a nivel popular y, al igual que sucede con el microprocesador, la mistificación de esta nueva máquina, que, de todas formas, nunca dejara de ser eso, una máquina. Impacto en la educación

El auge de la Robótica y la imperiosa necesidad de su implantación en numerosas instalaciones industriales, requiere el concurso de un buen número de especialistas en la materia. La Robótica es una tecnología multidisciplinar. Hace uso de todos los recursos de vanguardia de otras ciencias afines, que soportan una parcela de su estructura. Realmente la Robótica es una combinación de disciplinas, más el conocimiento de la aplicación a la que se enfoca, por lo que su estudio se hace especialmente indicado en las carreras de ingeniería superior y técnica y en los centros de formación profesional, como asignatura práctica. También es muy recomendable su estudio en las facultades de informática en las vertientes dedicadas al procesamiento de imágenes, inteligencia artificial, lenguajes de robótica, programación de tareas, etc.

Finalmente, la Robótica brinda a investigadores y doctorados un vasto y variado campo de trabajo, lleno de objetivos y en estado inicial de desarrollo.

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Impacto en la automatización industrial

El concepto que existía sobre automatización industrial se ha modificado profundamente con la incorporación al mundo del trabajo del robot, que introduce el nuevo vocablo de "sistema de fabricación flexible", cuya principal característica consiste en la facilidad de adaptación de este núcleo de trabajo, a tareas diferentes de producción. Las células flexibles de producción se ajustan a necesidades del mercado y están constituidas, básicamente, por grupos de robots, controlados por ordenador. Las células flexibles disminuyen el tiempo del ciclo de trabajo en el taller de un producto y

liberan

a

las

personas

de

trabajos

desagradables

y

monótonos.

La interrelación de las diferentes células flexibles a través de potentes computadores, dará lugar a la factoría totalmente automatizada, de las que ya existen algunas experiencias. Impacto en la competitividad

La adopción de la automatización parcial y global de la fabricación, por parte de las poderosas compañías multinacionales, obliga a todas las demás a seguir sus pasos para mantener su supervivencia. Cuando el grado de utilización de maquinaria sofisticada es pequeño, la inversión no queda justificada. Para poder compaginar la reducción del número de horas de trabajo de los operarios y sus deseos para que estén emplazadas en el horario normal diurno, con el empleo intensivo de los modernos sistemas de producción, es preciso utilizar nuevas técnicas de fabricación flexible integral. Impacto socio laboral

El mantenimiento de las empresas y el consiguiente aumento en su productividad, aglutinan el interés de empresarios y trabajadores en aceptar, por una parte la inversión económica y por otra la reducción de puestos de trabajo, para incorporar las

nuevas

tecnologías

basadas

en

robots

y

computadores.

Las ventajas de los modernos elementos productivos, como la liberación del, hombre de trabajos peligrosos, desagradables o monótonos y el aumento de la productividad, calidad y competitividad, a menudo, queda eclipsado por el aspecto negativo que supone el desplazamiento de mano de obra, sobre todo en tiempos de 33

crisis. Este temor resulta infundado si se analiza con detalle el verdadero efecto de la robotización. En el caso de España en 1998 existían aproximadamente 5000 robots instalados, lo que supone la sustitución de 10000 puestos de trabajo. El desempleo generado quedará completamente compensado por los nuevos puestos de trabajo que surgirán en el sector de la enseñanza, los servicios, la instalación, mantenimiento y fabricación de robots, pero especialmente por todos aquellos que se mantendrán, como consecuencia de la revitalización y salvación de las empresas que implanten los robots (Robotica, 2011).

1.5

SISTEMAS INTEGRALES DE MANUFACTURA

No existe hoy en día una definición única del término Sistema Integrado de Manufactura (SIM), pues existe una gran diversidad de definiciones de dicho término. Algunas de estas definiciones son las siguientes: SIM es una manera de trabajo enfocada a compartir información a través de toda la empresa manufacturera automatizando la recolección, flujo y uso de la información entre operaciones y actividades propias de la empresa. También, SIM se define como la base conceptual para integrar las aplicaciones de flujo de información del diseño de productos, planeación de producción y las operaciones de la planta. Otra definición, SIM es una manera de trabajar, enfocada a compartir información a través de toda la empresa de manufactura, automatizando la recolección de flujo y uso de la información entre las operaciones y actividades propias de la empresa de manufactura. SIM es una versión automatizada de los procesos de manufactura genéricos, reemplazando cada una de las funciones por un conjunto de tecnologías. Adicionalmente, los mecanismos de integración tradicional de comunicación oral y escrita son sustituidos por tecnología computarizada.

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Una definición básica de SIM, es el marco estratégico para enlazar a la gente y a la tecnología existente con el manejo de actividades anteriormente independientes, logrando un sistema total. Por lo tanto, el SIM es un concepto que combina tecnología de ingeniería y manufactura de una entidad funcional que controla, conduce y fabrica directamente. Otra definición de SIM sería, es una filosofía de trabajo que tiene como principio integrar al personal, a la información y a la tecnología por medio de tecnología computacional, enfocado a compartir la información de toda la empresa automatizando su recolección, flujo, y uso entre las diversas actividades y operaciones de la empresa (Personal). Base conceptual El Sistema Integrado de Manufactura es un modelo que presenta una alternativa de mejoramiento continuo y de gran velocidad para mantener constantes las ventajas competitivas seleccionadas por la compañía. La integración del sistema de manufactura se realiza en los siguientes ejes ortogonales: El primero está relacionado con el "spectrum" de la manufactura. La cual está formada por cuatro funciones fundamentales, estas son: 1) Diseño de Productos y Procesos 2) Control y Planificación de Manufactura 3) Proceso de Producción 4) Proceso de Integración. Tales funciones de manufactura interactúan de la siguiente forma:

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Ilustración 3 Funciones primarias de manufactura

También, a través de la distribución y servicio de posventa forman parte de los ejes ortogonales, pero no forman parte de las funciones de manufactura, sino que dan apoyo a los servicios ofrecidos a los clientes. Ninguna actividad puede ser realizada en este ambiente sin afectar otra parte de las interacciones existentes entre los diferentes departamentos y funciones a través de todo el sistema. El segundo eje ortogonal recae sobre los proveedores. Al cual debemos integrar nuestras operaciones. La principal relación con los proveedores desde el plano integrado de la manufactura ha sido a través de funciones de distribución. La representación gráfica de los ejes ortogonales se presenta a continuación:

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Ilustración 4 Pilares de un sistema integrado por manufactura

Cada una de las cinco funciones dentro del esquema de manufactura debe estar comprometida al diálogo con los consumidores. Por ejemplo, la función de Diseño de Producto y Proceso necesita comunicarse con los consumidores para entender mejor los requerimientos de desempeño del producto. Así mismo, también la relación Proveedor-Compañía debe estrechar sus relaciones buscando desarrollar una simbiosis. El aumento de confianza entre la relación propuesta trae como beneficio un mayor compromiso de ambas partes, reduciéndose el número de proveedores con que cuenta la empresa. Ya integrado el sistema de manufactura de la empresa, también se deben integrar los diferentes departamentos de acuerdo a la visión estratégica de la empresa que dependerá de la posición competitiva de la empresa con respecto a los competidores, a su posición en el mercado y a la demanda de los consumidores.

El Sistema Integrado de Manufactura tiene como fundamento integrar todas las funciones que se realizan en el sistema. Ya sean estas funciones tanto de producción como departamentales deben estar orientadas de acuerdo a la visión estratégica de la empresa. La integración de los departamentos permitirá optimizar la administración de los recursos con que cuenta el sistema. Una representación 37

gráfica de la interacción de los recursos administrativos en el medio ambiente se presenta en la figura:

Ilustración 5 Interacción de los recursos administrativos en un ambiente de manufactura

Base Integral del Modelo de Manufactura Los pilares que dan apoyo a un Sistema Integrado de Manufactura son: Manufactura Integrada por Computadora {CIM), Justo a Tiempo (JIT) y Control Total de la Calidad (TQC). Estas tres herramientas son extremadamente poderosas las cuales fundamentan los objetivos de las estrategias de manufactura.

Manufactura Integrada por Computadora (CIM) La Manufactura Integrada por Computadora representa las computadoras en manufactura, ya sea para el uso en la fase de desarrollo de productos, control de pisos en una industria, sistemas flexibles de manufactura y trabajos en celdas, o como sistemas de información moviendo datos a través de la empresa. Este sistema permite tener acceso rápido y confiable a los sistemas de información facilitando la realización de un mejor trabajo, con una superior calidad y una mejor productividad. Además, el sistema provee las bases conceptuales para integrar y operar el flujo de información a través de toda la empresa por medio de una base de datos común. Los sistemas computacionales administran y mueven información sobre el completo ciclo de manufactura. Por definición, CIM provee asistencia computarizada, 38

controlando y dando alto nivel de integración automatizada a todo nivel de la industria manufacturera, por medio de un enlace automático en un sistema de procesamiento distribuido. Otra definición, CIM es una serie de actividades y operaciones interrelacionadas que envuelven selección de materiales, diseño, producción, planificación, aseguramiento de la calidad, administración y mercadeo discreto de bienes. Cada una de las funciones de manufactura abarca una serie de actividades en el área de CIM que han sido desglosadas, estas son:

Ilustración 6 Funciones secundarias de manufactura

La Manufactura Integrada por Computadora cubre todas las actividades relacionadas con la administración de la manufactura, estas son:  Evaluar y desarrollar las diferentes estrategias de los productos.  Analizar los mercados y generar pronósticos.  Analizar características producto/mercado características y generar  conceptos de posibles sistemas de manufactura.  Diseñar y analizar componentes para maquinado, inspección, ensamble y  otros procesos relacionados con los componentes y/o productos.  Evaluar y/o determinar el tamaño de los lotes, capacidad de manufactura,  programas y control de estrategias relacionados con diseños y procesos de  fabricación envueltos en cada producto en particular. 39

 Analizar y retro-alimentar sobre ciertos parámetros relacionados con los  procesos de manufactura.  Analizar los disturbios en el sistema y factores económicos del sistema  total. Sin embargo, estas actividades recaen directamente sobre las funciones fundamentales de manufactura que son reemplazadas por seis áreas funcionales:  Diseño Apoyado por Computadora (CAD).  Grupos Tecnológicos (GT).  Planeación de Producción Apoyado por Computadora (CAPP).  Sistemas de Planificación y Control de Manufactura (MP&CS).  Manejo Automatizado de Materiales (AMH).  Manufactura Apoyado por Computadora (CAM).  Robótica. Tenemos entonces:

Ilustración 7 Manufactura integrada por computadora

Manufactura Apoyada por Computadora (CAM)

Es el uso efectivo de la computadora en la planificación, administración, control, y operaciones de la producción de manufactura facilitando, ya sea de manera directa o indirecta al recurso humano de la compañía.

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El término de CAM es usado de diversas formas para describir la asistencia al procesamiento de datos en la preparación de programas y planes de producción para máquinas de control numérico y computadoras controladas (NC y CNC), robots, maquinaria con medidas coordinadas y otros equipos de producción programables. Diseño Apoyado por Computadora (CAD). Es un proceso que utiliza las computadoras para asistir a la creación, modificación, análisis y optimización en el diseño. Se refiere a la integración de computadoras en las actividades de diseño apoyando el acoplamiento entre el diseñador y la computadora. Las actividades típicas de Diseño Apoyado por Computadora es la creación de modelos, dibujos, y simulaciones. El CAD ofrece asistencia computarizada mientras que el operador humano convierte sus ideas y conocimientos en modelos matemáticos y gráficos representados en la computadora. La clave radica en que hay un incremento de precisión en la conversión de un modelo creado y representado en el cerebro humano al cerebro de la computadora en la forma de datos digitales. Planeación de Producción Apoyado por Computadora (CAPP). El proceso de planeación es responsable de planificar en forma detallada la producción de partes o ensambles. Esta operación incluye una secuencia de pasos a ser ejecutados de acuerdo a las instrucciones en cada paso con los controles y detalles. Estrechamente relacionado con la función de planificación, están las funciones que determinan las condiciones y los tiempos estándares en los procesos de manufactura. El CAPP consiste en programas de computadora que permiten una planeación personal interactiva para crear, almacenar, revisar, editar e imprimir las instrucciones de fabricación y ensamble. Dichos sistemas reducen el tiempo que es dedicado por los ingenieros a los cálculos y planificaciones de los procesos que son realizados en la fabricación de partes.

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Grupos Tecnológicos (GT). Es una metodología que utiliza sistemas de computación para clasificar, codificar, y agrupar partes y procesos basados en una geometría de partes. Además, es ampliamente usado para identificar células de grupos de maquinarias que están estrechamente asociadas con cada parte de partes. El sistema de producción por Grupo Tecnológico aparece como consecuencia al tratar de tener los ahorros y ventajas tecnológicas de producción en una línea de producción, así como en la fabricación de muchas piezas diferentes. Se fundamenta en las siguientes premisas (Mitre, 1987): Las piezas fabricadas dentro de la fábricataller tienen formas, materiales y especificaciones que pueden ser clasificadas en unas pocas categorías. Se puede aprovechar esta similitud entre piezas para integrar un grupo de máquinas que puedan realizar todas las operaciones a una determinada clase de piezas. La preparación de las máquinas ahora requiere menos tiempo, o equivalentemente, se puede aprovechar esta preparación para varias piezas. Manejo Automatizado de Materiales. Los sistemas de manejo de materiales en la producción computarizada sirven dos funciones. La primera, mover partes entre máquinas (Sistemas Primarios) y, segundo, localizar las piezas en máquinas para ser procesadas (Sistemas Secundarios). Uno de los vehículos de transporte es el Vehículo Guiado Automatizado (AGVS) que puede ser utilizado para transportar materiales y partes entre líneas de maquinarias y áreas de almacenajes, dependiendo de la flexibilidad de los sistemas. Otra forma de manejar materiales, es por medio de Robots. Estos pueden realizar dos funciones típicas: una es la transferencia de materiales y otra la carga de maquinarias. Robótica. La Robótica es una ciencia que ha sido considerada como una combinación de tecnología entre las máquinas-herramientas y de la informática. Además, la Robótica ha afectado drásticamente la fabricación y ensamble de procesos en las plantas ofreciendo ventajas potenciales mejorando la productividad y reduciendo las variaciones presentadas en cada producto. Los Robots son 42

definidos como un manipulador reprogramable con multifunciones diseñado para mover materiales, partes, herramientas y mecanismos especiales a través de variables con movimientos programados para realizar la actividad. También, los Robots pueden realizar actividades de manufactura e incluso las últimas aplicaciones de los mismos ha sido en la inspección de productos, ya sea el producto terminado o piezas en proceso. Sin embargo, la tendencia de permitir que la avanzada tecnología de procesamiento de la información penetre en todas las áreas de la industria manufacturera tiene como objetivo:  Hacer que todo el proceso sea más productivo y eficiente.  Incrementar la confiabilidad del producto.  Reducir el número de trabajos peligrosos e incrementar el envolvimiento de personas más capacitadas en la actividad de manufactura y diseño. La integración conlleva a una mejor administración del flujo de datos, a una mejor comunicación interdepartamental y una utilización más eficiente de los recursos obteniéndose como resultado productos de mejor calidad y una producción más eficiente. A partir de que las computadoras están envueltas inteligentemente en los procesos de toma de decisiones en todos los niveles de la empresa de manufactura, se requieren de ingenieros más preparados y administradores que cuenten con destrezas en el diseño y manufactura de productos. Las áreas más importantes de conocimiento que el ingeniero de CIM debe conocer son las habilidades de describir, definir y analizar los diferentes de modelos integrados de computadoras como un sistema, especificando sus componentes y sus relaciones funcionales. Así como, la programación de equipos de CNC, simulaciones, telecomunicaciones y banco de Datos. Justo a tiempo (JIT) La producción Justo a Tiempo está basada en la lógica de que nada va a ser producido hasta que sea necesitado. JIT es una filosofía de administración de 43

operaciones que considera todos los aspectos de las actividades de producción de una organización. Una definición simple de JIT, es el cumplimiento exitoso de un producto o servicio en cada etapa de las actividades de producción desde el vendedor hasta el consumidor recibiendo el producto o servicio justo a tiempo y a un mínimo costo. JIT también puede ser generalmente definido como una estrategia o filosofía guía cuya meta es buscar la excelencia en manufactura. Esta filosofía está fundamentada en 7 principios:  Busca una producción unitaria.  Busca eliminar el desperdicio.  Busca mejorar continuamente el flujo de producto.  Busca la perfección al producir un producto sin defectos.  Respeto a las personas.  Busca eliminar las contingencias.  Mantener el énfasis en el largo plazo. No obstante, Justo a Tiempo es una filosofía que coordina un conjunto de actividades integradas que están designadas a alcanzar una producción de gran volumen utilizando el mínimo de inventario de partes llegando estas a su vez justo a tiempo a cada estación de trabajo. Otra definición sería, Justo a Tiempo es la capacidad de un sistema de responder a una demanda instantáneamente sin la necesidad de inventariar, reduciendo al mínimo los costos indirectos que intervienen en el sistema. Una visión conceptual de la realidad del sistema Justo a Tiempo se presenta a continuación:

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Ilustración 8 Visión conceptual de JIT

La producción JIT se caracteriza por ser sencilla y por entregar artículos terminados Justo a Tiempo para venderlos. Para implementar JIT se requiere de poco empleo de computadoras y en algunas industrias proporciona controles muchos más estrictos del inventario de los que pueden lograrse con los métodos norteamericanos basados en computadoras. El ideal JIT es que todos los materiales que estén activos dentro del proceso de producción nunca deben estar en descanso acumulando costos de almacenaje. Esta filosofía, es analizada como un sistema de control de inventarios, como un instrumento de control de la calidad y del desperdicio, como una configuración moderna de una planta que aumenta el rendimiento de los procesos, como una manera de equilibrar la línea de producción y como un mecanismo de participación y motivación del empleado. El término Justo a Tiempo es usado para indicar que el proceso es capaz de responder instantáneamente a la demanda sin la necesidad de inventariar pudiendo esperarse una demanda venidera o como resultado de ineficiencias en el proceso. La meta principal de JIT es alcanzar los niveles de inventarios en cero, no solo en los confines de la organización, sino a través de toda la cadena de los proveedores relacionados con la empresa. Por esta razón, JIT reduce el tamaño de los lotes e incrementa el número de pedidos de los mismos. Sin embargo, la tendencia Justo 45

a Tiempo para el tamaño de los lotes es que cada uno tenga una sola unidad. Cuanto mayor sean los tamaños de los lotes, el promedio de los inventarios será mayor y se pagará más por concepto de manejo de materiales y almacenaje. Además, los costos de manejo y costos de preparación de trabajos son solo costos evidentes, pero la calidad, desperdicio, motivación y responsabilidad del trabajador y la producción también resultan afectadas por el tamaño de los mismos. Como se recomienda incrementar el número de las preparaciones de las estaciones de trabajo se tiene como resultado un aumento en los costos de dicha actividad. No obstante, los costos son reales y significativos, pero no inalterables. Con el ingenio, los costos de preparación pueden reducirse drásticamente. Además, para hacer realidad la reducción de los inventarios de materia prima y productos terminados hasta los niveles deseados se requerirá de proveedores confiables en sus entregas y la calidad de los productos recibidos. El sistema Justo a Tiempo tiene como consecuencia una reducción indirecta de la mano de obra, y que el control JIT al mismo tiempo afecta directamente a los trabajadores y a su producción con menos inventarios donde los intereses por capital paralizado se reducirán. Además, se requerirá de menos espacios de almacenes, menos contabilidad y menos control físico del mismo. Sin embargo, para obtener, aunque sea un éxito parcial en la implementación JIT, es necesario pensar más allá del control de los inventarios a virtualmente todos los aspectos de los controles administrativos. Los efectos de la producción Justo a Tiempo se presentan en el siguiente Cuadro:

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Ilustración 9 Visualización de la producción JIT

La filosofía propuesta requiere de una serie de transformaciones en el sistema de manufactura muchos de ellos radicales en la forma de pensar de los ideólogos de los sistemas logísticos caracterizados en la actualidad. Dichas industrias cuentan con sistemas tradicionales de manufactura que requerirán cambios tanto en el proceso de manufactura como en la forma de razonar las estrategias determinadas a través del desenvolvimiento del sistema. El poder del Justo a Tiempo se puede notar al comparar las diferentes peculiaridades que la distingue del modelo tradicional de manufactura, estas son:

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Ilustración 10 Modelo de manufactura tradicional y la manufactura JIT

Cada función de manufactura está directamente relacionada con las actividades realizadas por la filosofía JIT cada una está considerada de la forma siguiente:

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Ilustración 11 Representación de las funciones de manufactura en un ambiente JIT

Control de calidad (TQC) El Control Total de Calidad se fundamenta en querer estructurar la calidad y no a la inspección. Ya sea, por medio de atribuir las responsabilidades para mantener la calidad no solo dejando la responsabilidad de este al departamento de control de calidad, sino también a producción. Los diferentes conceptos que integran el Control Total de Calidad se. segmentaron de la forma siguiente:  Organización. Implica asignar la responsabilidad primaria de la calidad a los trabajadores de producción, retirando la completa responsabilidad al departamento de control de calidad.  Metas. El objetivo funcional es fomentar el hábito de mejorar la calidad, mientras que la meta es sencillamente la perfección. Las metas del Control de Calidad se presentan a continuación y se relacionan estrechamente:

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o El hábito de mejorar. Debe formar parte de los sistemas el hábito de mejorar integrándose a las culturas occidentales que tienden a aferrarse a las metas estadísticas de control estadístico que sirven de normas y los administradores se concentran en controlar. o La perfección. El hábito de mejorar busca la perfección (Herrera, 1999).  Principios Básicos. Existen un conjunto de principios básicos del Control Total, de Calidad: o

Control de procesos. El control de procesos es un concepto estándar occidental de control de calidad. Significa controlar el proceso de producción verificando la calidad mientras se está naciendo el trabajo, esto es, controlar ciertos procesos mediante inspecciones durante la producción.

o Calidad fácil de ver. La calidad fácil de ver es una extensión del principio occidental establecido de " Normas Medibles de Calidad ". Por medio de pizarras y otros medios son los utilizados para hacer visible los actuales estados en que el proceso interactúa. Al trabajador se le indica qué factores se miden, cuáles fueron los resultados recientes y cuáles son los proyectos a cuáles de mejoramiento de la calidad. o Insistencia en el cumplimiento. El tercer principio tiene también raíces occidentales, pero no se le hace mucho honor en gran parte de la industria. Es decir, existe una atmósfera de negligencia en la cual los inspectores del departamento de control de calidad ceden con frecuencia a las presiones que ejerce el departamento de producción para que dejen pasar partes que en realidad no satisfacen las normas de calidad establecidas. o

Detención de la línea de producción. La detención de la línea de producción se relaciona estrechamente con el punto anterior. Los japoneses sí consideran la calidad como prioritaria y, la producción va en segundo lugar, donde la detención de la línea le da mucha fuerza 50

a la política de prioridades. En cambio, en el occidente, la producción tiene una mayor prioridad teniendo como consecuencia a que la línea no se detenga, sino que se dejarán de colocar partes a la pieza y será omitida por la inspección. o

Corrección de los propios errores. Este principio básico completa el ciclo. Fundamentalmente, el principio se refiere a la corrección: el trabajador o grupo de trabajadores que hizo las partes defectuosas tiene que inspeccionarlas para corregir los errores.

o Verificación al 100 por ciento. Implica la inspección de cada artículo, no una muestra al azar únicamente. El principio debe aplicarse rigurosamente a los artículos terminados y si es posible a las partes componentes. Si no es posible verificar cada parte componente, por ejemplo, porque resulte demasiado costoso hacerlo manualmente, entonces podremos confiar hacerlo N=2. o Mejoramiento proyecto por proyecto. El estudio de calidad fácil hizo referencia a las pizarras de exhibición, que se encuentran por todas partes en las fábricas japonesas, y que con frecuencia describen los actuales proyectos de mejoramiento de la calidad que están en marcha en el área de trabajo asociada al cartel.  Conceptos Facilitadores. Una vez que la responsabilidad por la calidad ha sido debidamente asignada y que los principios básicos de control de calidad se pusieron en acción, la administración debe incrementar el efecto de mejoramiento de la calidad recurriendo a los siguientes conceptos facilitadores: o El control de calidad como facilitador. La respuesta es hacer de control de calidad un facilitador. £1 departamento de control de calidad promueve la eliminación de las causas de defectos, lleva cuenta de los logros en materia de calidad, vigila las operaciones para ver que se sigan los procedimientos estándar, trabaja conjuntamente con el personal de compras para vigilar de igual forma los procedimientos en la fábrica y coordina la capacitación en control de caridad. No 51

obstante, el departamento de producción le puede pedir que lleve a cabo algunas de las inspecciones técnicas más complejas como: trabajo de laboratorio químico, pruebas destructivas, y verificación del funcionamiento total. o Lotes pequeños. Los lotes pequeños son la clave de la producción Justo a Tiempo. Pero, estos lotes son igualmente indispensables para asegurarse de que las partes defectuosas se detecten a tiempo antes de que se puedan producir lotes enteros defectuosos. o Limpieza. £1 control de calidad quizás sea la principal razón del orden en las fábricas japonesas; pero la seguridad y el orgullo son sin duda los factores asociados importantes.

Se puede esperar, que el descuido en la limpieza dé lugar al descuido en el trabajo que conduce al daño en la persona, a los productos y al equipo. Por el contrario, la limpieza dará lugar a un ambiente que propicia mejores hábitos de trabajo, la calidad y el cuidado de las instalaciones. o Programación a menos de la capacidad total. Este tipo de programación permite asegurarse de que se cumplirá diariamente con el programa. Por una parte, el concepto hace posible detener la línea de producción por problemas de calidad o de otra clase. Además, la programación a menos de la capacidad evita que se presione a los trabajadores con lo cual se evitarán errores que se producirán por esta causa. o Revisión diaria de las máquinas. La revisión diaria de las máquinas les parece cosa natural a los trabajadores cuya prioridad sea la calidad, porque las máquinas en malas condiciones con frecuencia son la causa de las unidades defectuosas. o Mantenimiento Preventivo. El mantenimiento preventivo a los equipos que intervienen en el sistema de operación debe realizarse periódicamente sin excepción a cada uno de ellos. Dependiendo del 52

mantenimiento a realizar podrá ser realizado por el operador o por personas especializadas en mantenimiento. o Cambios Rápidos de Trabajo. El cambio de trabajos a realizar debe hacerse de la forma más rápida y eficiente posible para disminuir al mínimo los tiempos de preparación de los equipos.  Técnicas y Auxiliares. Los procedimientos occidentales de calidad se basan en pocos principios y conceptos facilitadores y se recurre más bien a especialistas que emplean diversas técnicas y elementos auxiliares. En el TQC japonés, las técnicas y los auxiliares desempeñan un papel menos importante pero todavía más valioso, estos son: o

Descubrimientos de problemas. En el sistema TQC, una pieza defectuosa da lugar a emociones mezcladas con remordimiento por el error cometido, pero con algo de júbilo por haberse encontrado un problema más que resolver. La parte defectuosa da lugar a una investigación a fondo con el fin eliminar la causa para siempre.

o Dispositivos a toda prueba. Los seres humanos siempre cometemos errores, pero los procesos de trabajo se pueden diseñar de manera que se supriman muchos de ellos. Así que, la idea de hacer que el proceso sea más o menos a toda prueba se han vuelto básicas en el TQC japonés. Además, con ciertos dispositivos se pueden integrar a las máquinas para detectar automáticamente las anormalidades en un proceso. De manera, que los mecanismos de vigilancia pueden detectar factores causales como el funcionamiento defectuoso y el desgaste de herramientas. Así como también, verificar las dimensiones de las partes producidas y avisar cuando las tolerancias estén a punto de ser excedidas.  N = 2. Los dispositivos a toda prueba son más apropiados para las operaciones de gran volumen. En las producciones de bajo volumen, donde por el momento no se pueden tener dispositivos, se requiere de inspección hecha por el hombre. Sin embargo, se inspecciona un porcentaje elevado,

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tal vez hasta el 100 %, si el proceso se considera inestable; es decir, si la parte no ha hecho número de veces para corregir los defectos del proceso. En TQC japonés, " Representativo " significa ahora la pieza y la última no una selección al azar. La primera y la última constituyen una muestra de dos, y de ahí viene la denominación" N = 2 ".  Instrumentos de análisis. Los problemas expuestos se pueden analizar y estudiar. Entre los instrumentos de análisis de problemas figuran las gráficas de dispersión, los índices y tendencias de la frecuencia de los defectos y las gráficas de control de procesos.  Círculos de control de calidad. La importancia de círculos de calidad radica en que ayudan a eliminar los últimos defectos del sistema de producción. Los círculos de calidad son un grupo pequeños de trabajadores organizados conceptualmente. Este tipo de programa, promueve la participación del trabajador. Así como también, motiva la integración del equipo de trabajo. Los círculos están orientados a mejorar la calidad por medio de procedimientos y métodos de trabajo destinados a reducir el número de defectos en la planta. Requerimientos Tecnológicos y Organizacionales Todo intento de producir cambios en un ambiente requiere del apoyo de la parte afectada, así como también de los organismos encargados de dirigir la atención de la ayuda requerida. La implementación de un Sistema Integrado de Manufactura, introducirá cambios drásticos a través de la organización sin importar las funciones de los mismos. Las magnitudes de los cambios van a depender del estado tecnológico y organizacional en que se encuentre la empresa. La transformación deberá realizarse a todo nivel y los factores que se considerarán van a ser el Personal, Información y Equipo. Los siguientes puntos son los requerimientos organizacionales para desarrollar la integración del sistema de manufactura:

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Ilustración 12 Requerimientos organizacionales para implementar SIM

Los requerimientos tecnológicos y organizacionales para implementar un Sistema Integrado de Manufactura dependen del grado en que se determine el envolvimiento de la empresa con los compromisos que demanda el implementar tal sistema. Factores de integración El objetivo fundamental del Sistema Integrado de Manufactura es la integración del personal, la información y tecnología. Esto se debe a que para lograr la armonía de trabajo entre cada uno de los diferentes departamentos hay que mejorar la relación entre cada uno de los tópicos mencionados anteriormente. La integración tecnológica y de información en un medio ambiente SIM es realizada por medio de:  Manufactura Integrada por Computadora (CIM). CIM ha sido definido anteriormente.  Planeación de Requerimientos de Materiales (MRP). MRP es un sistema de información de inventario basado en computadora utilizado para planificar y controlar el inventario de la materia prima y componentes. Este sistema es usualmente usado para planificar un período de tiempo en el futuro de las operaciones de manufactura de un sistema como por ejemplo un mes, trimestre, hasta un año. El sistema de MRP está siendo utilizado preferiblemente en las operaciones de manufactura intermitentes. 55

El sistema de Planeación de Requerimientos de los Materiales se basa en algunos conceptos básicos son:  Demanda dependiente versus independiente. La diferencia es vital para MRP. La demanda independiente significa que la demanda de un producto no está ligada a la demanda de otros productos. Y la demanda dependiente, es donde la demanda de un producto está directamente relacionada con la demanda de otro producto. MRP es una técnica apropiada para determinar la demanda dependiente de artículos.  Demanda Aterronada. Se asume que la demanda es gradual para cada parte o componente en inventario. MRP proporciona una solución factible para lidiar con situaciones de este tipo de demandas.  Tiempos de Ciclo. Los Tiempos de Ciclo para cada trabajo es el tiempo que se considera para completar el trabajo desde el inicio hasta el final. En MRP, los Tiempos de Ciclo son utilizados para determinar fechas iniciales para realizar ensambles de productos finales y sub-ensambles.  Partes Comunes Utilizadas. En manufactura, la materia prima básica muchas veces es utilizada para producir más de un tipo de producto. MRP, junta estas partes comunes de diferentes productos para realizar economías en orden de materia prima y en la manufactura de los componentes. Una representación gráfica del proceso operacional de un sistema MRP:

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Ilustración 13 Modelo de un sistema de MRP

Una vez que el sistema MRP determina la producción esperada, se debe definir cómo producir, y con qué se debe producir el sistema aritméticamente combinar la información para determinar cuando la producción debe realizarse para cumplir con una planificación de un futuro período. Algunos de los beneficios de implementar el sistema de MRP en un sistema de producción son los siguientes:  Reducción de los inventarios.  Mejora el servicio al cliente.  Aumenta la respuesta a los cambios en- la demanda y en la programación de la producción.  Mejora la productividad.  Reduce los tiempos de preparación.  Aumenta la utilización de las maquinarias. Planeación de los Recursos de Manufactura {MRP IT). MRPII va más allá de la programación de la producción, el cual considera la administración de los recursos. También, considera la planeación de los recursos y los costos de operaciones. 57

Este sistema tiene dos características básicas que van más allá de lo que considera MRP II:  Es un sistema financiero y operacional.  Es un simulador. MRP II adhiere pasos al proceso de planeación de la producción al considerar las implicaciones de la demanda y las variaciones presentadas. MRP II es caspas de simular las operaciones de producción envueltas. Esto permite a la administración evaluar los efectos de los cambios. A continuación, se presenta el ciclo cerrado del sistema de manufactura de un sistema de MRP II:

Ilustración 14 Visualización de un sistema MRP II

La planeación del negocio representa la primera programación del negocio. Es un programa por que debe incluir un desempeño medible para específicos períodos de tiempo. El próximo nivel es la planeación de la producción, donde se programa el grupo de productos a producir o las líneas que intervendrán en la producción. Debe

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ser una planeación generalizada para que permita considerar los pronósticos y la planeación futura. En la programación maestra se desglosa la planeación de la producción. El nivel de detalle incluye una identificación específica de los productos terminados o programa maestro de cada parte. El próximo nivel es el sistema MRP, tiene como finalidad programar las órdenes para los componentes. Además, MRP administra la liberación de las órdenes planificadas y administra las fechas de expedición de las órdenes de componentes con demanda dependiente. A un nivel más bajo está la programación de las órdenes de MRP que alimenta a compras y recepción, y a la actividad de manufactura. La planeación de la actividad de manufactura es un programa detallado de múltiples operaciones para manufacturar un número de partes en el programa de MRP. No obstante, MRP II es una expansión del MRP que incluye otras porciones del sistema productivo. Este sistema tiene fundamento por que trata de monitorear todos los recursos de una industria manufactura, mercadeo, finanzas, e ingeniería. El sistema típico de MRP II. dura un promedio de 12 meses para ser instalado. Sin embargo, la duración de la implementación puede variar de acuerdo al tamaño de la compañía, de la condición de la existente base de datos, de la calidad de la requisición de materiales, de los récords de inventarios, y otros. Para lograr la integración del personal con la tecnología han surgido varías alternativas, estos son los sistemas socio-técnicos, Círculos de Calidad, Desarrollo Integral de productos, Ingeniería de Valor, y la Administración de Calidad Total (TQM).

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CONCLUSIÓN CIM es un término que significa fabricación integrada por computadora. La manufactura integrada por computadora (CIM, por sus siglas en inglés) describe la integración computarizada (entiéndase por integración a que sus componentes se tratan como un sistema) de todos los aspectos de diseño de productos, planeación de procesos, producción y distribución, así como la administración y operación de toda la organización de manufactura. CIM se fundamenta en determinadas bases teóricas que han sido empleadas en el sector industrial, algunas de las áreas de este sector son:  Automatización Con la automatización se asegura una mejora en la calidad del trabajo del operador y en el desarrollo del proceso.  Procesos de manufactura Conjunto de operaciones unitarias necesarias para modificar las características de las materias primas.  Planeación y diseño de instalaciones Es fundamental una vasta planeación estratégica de largo plazo, que cubra todas las fases de la operación, para beneficiarse totalmente de la CIM  Algoritmos y programación Se obtiene un mayor entendimiento lógico para la aplicación en softwares de simulación.  Estadística Ayuda a estabilizar procesos de manufactura.  Administración de operaciones Optimizar un sistema de producción.  Economía

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La CIM debería comprender la operación total de una organización, tendría que poseer una amplia base de datos que viera los aspectos técnicos y empresariales de la operación; así que, si se planea todo a la vez, la CIM puede tener un costo exorbitante, en particular para pequeñas y medianas empresas.

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