Programacion De Procesos Industriales

INTRODUCCION

La Automatización se compone de todas las teorías y tecnologías encaminadas de alguna forma a sustituir el trabajo del hombre por el de la maquina. En este capítulo daremos unas ideas muy generales sobre esta área, tan amplia y compleja, y posteriormente las desarrollaremos a lo largo del curso.

Conceptualmente, la automatización se basa en una reiterada aplicación del mecanismo de feedback y, por ello, está en ese sentido relacionada con las Teorías de Control y de Sistemas. En cuanto a su aspecto tecnológico, puede decirse que siempre ha estado “a la ultima”, adoptando en cada momento histórico los m avances recientes

Siendo nuestro objetivo automatizar ciertos procesos, parece claro que primero hemos saber cómo funcionan esos procesos. Como veremos, el tipo de automatización a implantar depende del tipo de proceso a automatizar: no da lo mismo automatizar un proceso continuo que un proceso gobernado por eventos. Debido a la gran cantidad de procesos distintos que funcionan actualmente, consideraremos solo los mas importantes desde el punto de de la automatización, y obtendremos modelos con sus características esenciales. Los procesos y modelos que iremos estudiando en capítulos posteriores son:

• Procesos continuos (tiempo continuo y/o discreto)

• Procesos comandados por eventos

• Procesos de fabricación

Aparte de las explicaciones dadas en clase sobre los procesos industriales y de su estudio, puede ser un complemento interesante su observación real, in situ, realizando visitas a algunas empresas.

Pero no es suficiente con aprender a automatizar cada proceso. En una moderna factoría todos los procesos están conectados entre si y desde la gestión de la empresa se pueden controlar y supervisar algunos o todos los procesos, a través de redes locales y buses de comunicación. También pueden estar en conexión los diferentes departamentos de la empresa, e incluso empresas diferentes a través de redes propias o de Internet. Es por ello interesante describir cada proceso como inscrito en el marco jerárquico que representa la estructura completa de la empresa. En este marco, las redes locales y los buses de comunicación cobran especial interés

DESARROLLO

1, PROGRAMACION DE PROCESOS INDUSTRIALES

Cabe aquí decir que el crecimiento de Robótica no ha sido tan rápido como vaticinaban ciertas predicciones realizadas en los primeros años de la década de los 80. Quizás esto se deba a la característica de los equipos y a la no tan evidente importancia de su flexibilidad como en principio se creía: si un robot va a hacer siempre la misma tarea, resulta más económico utilizar otro sistema menos flexible y más especializado. Por ello, en tareas repetitivas que no requieren mucha precisión resulta aconsejable utilizar manipuladores (neumáticos por ejemplo) en vez de robots. En otras tareas más complejas (tales como la soldadura por laser) que precisan el seguimiento de trayectorias complejas, si que el robot sigue siendo insustituible.

1.2 La empresa productiva

Una empresa productiva es un ente socioeconómico capaz de adecuar parcialmente dos flujos esenciales que concurren en el mercado: producción y consumo. Por un lado, por medio de estudios de mercado, determina las necesidades del consumidor y le transfiere los productos que demanda y, por otro, produce los productos que le va a trasferir. [3, p.3]. Hay otras empresas, de servicios, en las que los productos se sustituyen por servicios. Así que toda empresa puede considerarse como formada por dos subsistemas, uno de los cuales se encarga de medir las necesidades de los consumidores y de transferirles los productos que las satisfagan y el otro que se encarga de la producción. La empresa es, por tanto, un elemento productivo en el mercado pero puede verse también como elemento consumidor (de materias primas) en el mismo.

La empresa se articula en departamentos o secciones de los que los antes tradicionalmente vienen siendo los siguientes:

• Finanzas

• Gestión

• Compras

• Almacén de materias primas

• Producción

• Almacén de productos terminados

• Ventas impor

Todos estos departamentos no son, ni mucho menos, los únicos existentes sino que a su vez se articulan en otros departamentos y secciones que en función del tamaño de la empresa esa pueden ser de mayor o menor complejidad. Los nombres pueden cambiar según sea el contexto en que se enmarque o se estudie la empresa.

La actividad de la empresa se puede representar por medio de un diagrama de bloques en el que los bloques son los procesos y las flechas son los flujos de entrada y salida de cada proceso. En la figura se han representado los principales bloques y flujos de la empresa. Los flujos que las flechas representan son:

flujos de producto

flujos de capital

MERCADO

El diagrama de bloques puede dividirse en dos partes. La parte superior que se encarga de la generación del producto (gestión de producción) y la parte inferior que se encarga llevar el producto al mercado y de obtener el beneficio (gestión de mercado o mercadotecnia).

Cada uno de estos bloques se subdivide a su vez de otros bloques, subprocesos, con sus flujos asociados.

El objetivo de la empresa es maximizar el beneficio.

1.2.1 El proceso productivo

Un proceso productivo es una serie de operaciones que se realizan sobre unas materias primas (o productos más elementales) para obtener un producto terminado, listo para su utilización.

Una definición descriptiva de proceso productivo puede resultar muy complicada, puesto que hay muchas clases de procesos, siendo en cambio más sencillo dar una definición de tipo “entrada-salida”:

Un proceso productivo es un sistema dinámico de control cuya entrada es un flujo de producto (materias primas) y cuya salida es otro flujo de productos (productos terminados)

Productos terminados

Con una definición así perdemos toda noción de lo que sucede por dentro del proceso pero en cambio capturamos lo esencial desde el punto de vista productivo: flujos de producto de entrada y de salida (flechas) y como se relacionan entre sí (bloque). Sin embargo el bloque o “función” que relaciona ambos flujos no es simple sino que es un complejo sistema movido por eventos.

Un proceso productivo se compone internamente de diferentes subprocesos más simples conectados entre sí, cada uno de los cuales se puede considerar también como un sistema dinámico de control o proceso. Por tanto, hemos de tener una idea de cuales son y cómo funcionan (o sea cuáles son sus modelos matemáticos) los sistemas de control o procesos más simples porque de ese modo podremos entender después como funcionan los procesos de fabricación.

Los procesos productivos están catalogados como sistemas complejos en la Teoría de Sistemas. La complejidad surge de la interconexión de unos procesos con otros y de la naturaleza estocástica de muchos de los eventos que dirigen la evolución del sistema. Cada proceso está conectado con otros procesos internos y externos a la empresa, que pueden ser de muy distinta naturaleza y, en general, se compone de subprocesos mas simples interrelacionados entre si.

Cada proceso productivo va asociado a un producto. Si queremos fabricar otro producto deberemos cambiar el proceso. Sin embargo, para un producto terminado dado y para la misma materia prima, el proceso puede no ser unico: en general, un mismo producto se puede fabricar de muchas formas diferentes.

1.2.2 Operaciones básicas de fabricación

Los procesos de fabricación mas simples se llaman operaciones básicas. Algunas de ellas son:

• Procesado de un elemento

• Montaje

• Movimiento de material

• Almacenamiento

• Inspección y control

Procesado de un elemento

Es un proceso que se aplica a un solo producto, bien sea una pieza elemental o bien un conjunto de piezas ya montado. Son de este tipo los procesos de mecanizado, los de pintura, los tratamientos térmicos, etc.

Proceso de montaje

Cuando un producto (terminado o no) se compone de varios elementos, la serie de operaciones necesarias para unir todas las piezas formando el producto terminado se llama proceso de montaje.

1.2.3 Tipos de procesos

Si en nuestro hogar echamos una mirada a nuestro alrededor y observamos los objetos que nos rodean, veremos que la gran mayoría de ellos son el resultado o producto de algún proceso de fabricación y nos daremos cuenta que deben existen multitud de ellos. Incluso, con un poco de imaginación y ciertos conocimientos técnicos, podemos adivinar cual ha sido el proceso para fabricar un determinado producto o, mejor dicho, los posibles procesos, ya que también nos daremos cuenta enseguida de que hay muchas formas de fabricar el mismo producto. Ahora bien, tras muchos años de experiencia, se han afianzado cuatro tipos estándar de procesos:

• Job Shops

• Producción por lotes

• Líneas de producción

• Producción continúa

Job Shops

Es un tipo de producción que permite fabricar una amplia gama de productos en series de tamaño pequeño o mediano. Los productos suelen ser conjuntos de componentes, posiblemente complicados o de alta tecnología, montados. Se utiliza para la fabricación de ciertas maquinas herramientas,

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