Informatica Avanzada En Ingenieria Industrial

Introducción

En la actualidad, la necesidad de producir grandes cantidades de productos con la menor ocupación de recursos posibles, nos ha obligado a nivel global implementar nuevas y mejores herramientas, máquinas, técnicas y, en general, optimizar el manejo de los recursos para lograr objetivos tan ambiciosos como el Control Total de la Calidad, Six Sigma, JIT y más.

(Samuel A. Fernández Ubando)

En las últimas décadas la producción de manufacturas y servicios experimentó una considerable incorporación de tecnologías modernas, que busca desarrollar ventajas competitivas en las empresas al apoyar eficientemente sus estrategias de competencia. A continuación ofrezco un resumen de los desarrollos tecnológicos que están causando un gran impacto en diferentes sectores productivos. En primer lugar presentaré un marco resumen de las aéreas donde las diferentes tecnologías tienen algo significativo que aportar, incluso las filosofías de producción y conceptos administrativos desarrollados para mejorar la administración de operaciones de la empresa; enseguida examino los principales conceptos que se relacionan con la automatización y la tecnología avanzada y, para finalizar, presentaré las principales tecnologías de información y comunicación que se están incorporando a las organizaciones productoras de manufacturas y servicios. Todo esto para, a groso modo, hacer mención de los principales sistemas automatizados incluyendo los asistidos por computadora (CAD-CAM) y otros sistemas de manufactura asistidos por computadora. Aunque no es una tarea sencilla presentar la diversidad y alcance de los adelantos tecnológicos que han surgido en materia de producción en los últimos años, la siguiente figura resume los principales conceptos que han impactado la producción de bienes y servicios, también el área de la empresa en que incidió cada concepto:

Como se puede apreciar en el cuadro, una de las áreas con el mayor número de conceptos nuevos es la administración de operaciones, fundamentalmente por la aparición de nuevas estrategias de competencia, uno de los resultados es el desarrollo de nuevas filosofías de producción como el justo a tiempo, la calidad total y la personalización en masa, entre otras; así como nuevas herramientas para fomentar la eficiencia operativa, entre ellas la reingeniería de procesos y los sistemas de identificación automática. Es conveniente subrayar que muchos de estos conceptos se difunden en las escuelas de negocios, pero primero fueron implantados en las empresas para sustentar sus estrategias de competencia.

La automatización e introducción de tecnología avanzada en los procesos productivos también es un ingrediente importante que impacto a la empresa en muchas áreas, facilito la innovación de productos y la flexibi9lidad en los procesos productivos. Entre estos sistemas están el diseño modular, el UML (Unified Modeling Language), los sistemas para el diseño asistido por computadora (CAD, Computer Aided Design), la manufactura asistida por computadora (CAM), la ingeniería asistida por computadora (CAE), la administración del ciclo de vida del producto (PLM, Product Lifecycle Management), los simuladores de alto nivel, para el diseño y desarrollo de productos; los robots y máquinas de control numérico, y una diversidad de procesos innovadores para la manufactura en el área de maquinaria y equipo, los sistemas visuales y los sistemas de medición de alta precisión, en el área de control de calidad.

Automatización y tecnología avanzada

En la actualidad la tecnología es el factor que explica el grado de competitividad de los sectores industriales de una nación. En el pasado se consideraba que el vertiginoso avance de la tecnología era una desventaja para el impulso de las economías de países en desarrollo, se pensaba que este avance ampliaría la “brecha tecnológica” entre países en desarrollo y países desarrollados. Sin embargo, países como China, corea del Sur, Irlanda y Portugal, que han logrado un desarrollo industrial y tecnológico en tiempos relativamente cortos, muestran que a partir de mecanismo apropiados de cooperación, la tecnología moderna se asimila y aprovecha para desarrollar sectores industriales altamente competitivos. De entrada, se reconoce que la incorporación de tecnología moderna en péquelas y medianas empresas no es un proceso complicado; por el contrario, la tecnología moderna busca simplificar la toma de decisiones y los procesos productivos.

Los avances tecnológicos de mayor importancia para la producción de manufacturas y servicios están ligados a la incorporación de las computadoras en los sistemas de producción, las que han permitido automatizar ciertas tareas que antes requerían la intervención directa del hombre. La automatización de los procesos productivos empieza en la década de los cincuenta, con la introducción de las maquinas con control numérico, maquinas cuya operación y movimiento de sus herramientas se programa a partir de instrucciones que leen y ejecutan dispositivos eléctricos; en paralelo con el desarrollo de software para el diseño y análisis de productos y procesos, se logra la integración de estos sistemas, lo que redujo de forma considerable el proceso de diseño, desarrollo y manufactura de productos y procesos.

1La automatización de las máquinas herramienta consiste sencillamente en acoplar tres bloques básicos de construcción: la máquina herramienta, el manejo de material y los controles.

La automatización, tal como se conoce actualmente, se convirtió en un factor importante de la producción masiva durante la Segunda Guerra Mundial. Pero sus inicios son anteriores a esta. A medida que la población y los mercados se expandieron a principios del siglo XX, surgió la necesidad de mejorar la productividad más allá de lo que era posible con las maquinas herramientas convencionales. Como respuesta a esta necesidad se desarrollaron las maquinas herramienta “especiales”.

Las primeras maquinas especiales que efectuaban un solo tipo de operación de maquinado, como tornear, fresar o taladrar. Cada máquina tenía un solo eje, realizaba una sola operación en una pieza y necesitaba un operador. Para la ejecución de todo maquinado requerido por una pieza hacía falta distribuir muchas maquinas en línea, cada una desempeñando una sola función: generalmente bastaba un transportador de rodillos operado a mano, que llevaba el trabajo de una maquina a la siguiente.

El producto de estas antiguas líneas de producción estaban limitando por el tiempo que se requería para cargar, maquinar, descargar el trabajo y conducirlo entre maquinas de una sola operación. Esta restricción se elimino parcialmente debido al surgimiento de la máquina de ejes múltiples. Con esta, un solo motor impulsando varios ejes mediante un tren de engranajes permitía que una sola maquina efectuara múltiples operaciones. Los ciclos del tiempo de maquinado no cambiaron, pero se pudieron hacer mas operaciones de maquinado dentro de cada ciclo. Y un solo operador podía hacer varias operaciones de maquinado en una sola maquina.

Con la maquina múltiple de ejes múltiples y una sola estación de inicio un importante avance en la productividad. Este concepto se pudo reducir el número de maquinas requeridas en una línea de producción y se aumento la cantidad de trabajo por operador. El tiempo total de carga-maquinado-descarga no cambio, pero la productividad aumento considerablemente ya que se requerían menos maquinas y menos operadores.

El surgimiento de la indización o transferencia de la piezas que se iba a trabajar hizo posible que un operador controlara el trabajo que se ejecutaba en varias estaciones de maquinado. Además, el operador podría cargar y descargar en la estación de carga mientras se efectuaba el maquinado. Esto redujo el tiempo total del ciclo, al combinar la función de carga y descarga con la de maquinado.

Máquinas de Control Numérico (resumen)

KENNETH M. GETTELMAN

Revista Modern Machine Shop

El control numérico (CN) desde 1954 ha sido una metodología de control del trabajo de las maquinas herramienta. Tuvo su origen en el trabajo de John Parsons, de la Parsons Manufacturing Company, de Traverse City, Michigan, para fabricar paletas de rotor para helicóptero en la forma aerodinámica compleja que exigen los criterios del diseño matemático. Con ayuda del equipo de computación digital que surgió en la década de 1950 fue posible definir con exactitud la malla de puntos que circunscribía la superficie aerodinámica y obtener impresiones graficas de ellos. No había tecnología de manufactura que permitiera a una herramienta de corte maquinar fielmente el contorno definido de la superficie. Todas las plantillas de trazo y comprobación se hicieron a mano basándose en unos cuantos puntos ampliamente espaciados, cubriendo estas distancias en forma aproximada, aprovechando la destreza de algunos fabricantes de herramientas. Los requerimientos de la moderna aeronáutica de jets exigieron un control mas estrecho de fabricación. Parsons reconoció que, si la tecnología de computación que estaba surgiendo podía definir rápidamente los puntos estrechamente espaciados de una descripción matemática de la superficie, entonces seguramente se podría utilizar esta misma capacidad a modo de control para dirigir el maquinado de esa superficie descrita. Conceptualmente estaba en lo correcto, pero se necesitaron seis años de trabajo para convertir ese concepto en una realidad operante. El trabajo se hizo en el laboratorio Servomecanismos de MIT.

Así fue posible establecer

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