AUTOMATIZACION DE LA MANUFACTURA

INGENIERÍA DE

MANUFACTURA

Automatización dela Manufactura

Automatización en la manufactura.

Concepto de automatización

“La automatización industrial, considerada como el manejo de la información en las empresas para la toma de decisiones en tiempo real, incorpora la informática y el control automatizado para la ejecución autónoma y de forma óptima de procesos diseñados según criterios de ingeniería y en consonancia con los planes de la dirección empresarial" (DNP, Colciencias. Plan Estratégico del Programa Nacional de Desarrollo Tecnológico Industrial y Calidad, 2000-2010).

El concepto de automatización (del griego autos que significa “por sí mismo" y maiomai que significa “lanzar") corresponde a la necesidad de minimizar la intervención humana en los procesos de gobierno directo en la producción, vale decir, ahorrar esfuerzo laboral (Gutiérrez, et al., 1994).

Los procedimientos lógicos humanos se encomiendan a máquinas automatizadas especiales, ordenadores, las cuales procesan información mucho más rápido que el hombre, con la ayuda de modelos matemáticos que describen tanto la propia tecnología como la actividad analítica y reguladora humana.

Es la presencia de sistemas automáticos de dirección en los procesos tecnológicos que aseguran su optimización sin la intervención directa del hombre. La producción adquiere así el aspecto de un ciclo automático que puede reestructurarse con rapidez y eficiencia.

Merriam Webter sugiere una interesante definición de automatización: “método de controlar automáticamente la operación de un aparato –artefacto, proceso o sistema integrado por diversos componentes a través de medios mecatrónicos– electrónicos y computacionales que sustituyen los órganos sensitivos y la capacidad de decisión del ser humano” (ST Derby, 2005, pp. 8).

La automatización es, esencialmente, la convergencia de tres tecnologías: mecánica, electrónica e informática, que paulatinamente han venido tejiendo una convergencia reticular como es el universo específico de la mecatrónica, como se esquematiza en la Figura 1 (Facultad de Ingeniería y Ciencias - Proyecto de Ingeniería Mecatrónica, Universidad Nacional. 2001).

Una anotación pertinente debe hacerse sobre la mecatrónica. Tanto la bioquímica, la lingüística computacional, la neurociencia, la nanotecnología, la mecatrónica, entre otros nuevos vectores de despliegue del conocimiento, pueden ser entendidos como resultado de la convergencia de disciplinas previamente separadas o compartimentadas ya que paulatinamente han transitado hacia la multidisciplinariedad o conocimiento transdisciplinar y objetivamente rebasan el enfoque monodisciplinar y segmentado de campos diversos del saber como la química, la mecánica, la electrónica, la TIC, la ciencia de los materiales, la robótica. Esos nuevos vectores del conocimiento es lo que hoy constituye el sustrato de la tecnociencia, puesto que tienen potencialidad dinámica para habilitar ampliamente el desarrollo tecnológico y de la misma ciencia de manera amplia y transversal, porque sus impactos no se centran en un objetivo específico ni en un dominio limitado de aplicaciones.

El profesor e investigador T. Ihsii, de la Universidad de Tokio, sugiere interesantes orientaciones sobre el tema de la mecatrónica y la manufactura. Según Ihsii, "el actual nivel de desarrollo de la tecnología automatizada se diferencia como del cielo a la tierra de aquel estadio conocido de la electromecánica, conjugación integrada de la mecánica, la electrotecnia y la electrónica aplicada”. Esta diferenciación cualitativa él sugiere interpretarla a través del desenvolvimiento histórico que ha tenido la automatización en los dominios de la producción y de la actividad social del hombre. Se conoce que la automatización se orienta a suplir el trabajo riesgoso, repetitivo y cansino que cumplía el hombre, mientras que en la actualidad la automatización ha modelado como su principal objeto de estudio y aplicación aquel relacionado con la fuente intelectual del trabajo... En esta dirección, Ihsii prevé que al final de la primera década del siglo XXI se apreciarán elevados saltos de calidad en el desarrollo de la mecatrónica en virtud de los progresivos avances de la microelectrónica y la informática. (Ihsii, 1998).

Por qué y para qué automatizar procesos de manufactura industrial

La experiencia industrial nacional e internacional denota varias consideraciones que direccionan cómo acometer el proyecto de automatización, destacándose algunas pautas como el mejoramiento de estándares de calidad, la reducción de pérdidas en producción, el incremento de la repetibilidad y la estabilidad de los procesos de manufactura, la reducción del trabajo físico y repetitivo, obtención de mayor continuidad de la producción en días feriados, mejoramiento de la relación costo – beneficio, el predominio de visión abierta para dimensionar la necesidad, y selección de la oferta técnica y económica más viable en términos de tecnología de automatización.

Por otra parte, es fundamental realizar la adecuada y certera definición del sistema automatizado (máquina – proceso) en cuanto a rangos requeridos de calidad, grado de fiabilidad y disponibilidad técnica, nivel de productividad (Throughput rates) (...el incremento de la productividad a largo plazo solo es sostenible a través de alzas en el valor agregado incorporado en la producción, es decir, de la relación producto / factores, entendido el producto como la innovación y los factores de eficiencia y productividad) (Metcalfe, 1998), garantía de asistencia tecnológica, nivel de automatización requerido y relación costo de inversión vs. utilidad / beneficio.

En el contexto competitivo demarcado por el incesante cambio técnico innovativo, resulta imperativo modificar la composición y estructura actual del capital en la industria colombiana (en especial de la MyPIME) para facilitar el desarrollo tecnológico mediante investigaciones en tecnología y emprendimiento paulatino de proyectos de innovación y automatización escalable lo cual se configura en una orientación importante de Colciencias (DNP, Colciencias, Plan Estratégico del Programa Nacional de Desarrollo Tecnológico, Industrial y Calidad, 2005–2015).

Ahora bien: acometer el diseño del proyecto de automatización implica desenvolverse en un fuerte escenario de presión que es dimensionado de un lado, por la variable de ser oportuno (Quick time to market), y de otro lado, ser competitivo en términos de calidad y precio. Además es importante tener claridad respecto a la justificación de la automatización flexible frente a la dedicada Hard Automation la cual no puede ser fácilmente modificada y reprogramada para atender otra tarea diferente a la usual; en otras palabras, la Hard Automation no es eficaz en un escenario cambiante de operaciones en producción, lo que conduce a mayores costos operativos (Changeover costs).

Igualmente, es pertinente otra observación a los proyectos de automatización industrial, puesto que deben realizarse y también reportar impactos reales en un lapso de tiempo, entre dos y doce meses, ya que tiempos mayores de implementación conducen a pérdidas económicas y atraso tecnológico en virtud del acelerado cambio técnico que hoy induce la dinámica de las innovaciones.

Es así que para procurar ser eficaces en el desarrollo de proyectos viables de automatización, la experiencia industrial señala algunos tópicos metódicos interesantes:(ST Derby, 2005, pp. 11-17).

-Observar y conocer disponibilidad y tendencias –estado del arte– de la automatización en máquinas y procesos.

-Procurar un enfoque abierto y creativo frente a varias alternativas de automatización.

-Mirada retrospectiva de cómo actuaría el ser humano u otros organismos en determinadas rutinas de acción.

-Aplicar una estrategia integrada de índole mecatrónica.

Puede ser de interés relacionar las opiniones expresadas por el autor, en la década anterior, en el libro de Colciencias (Córdoba, 1993, pp. 222-226), respecto a la automatización como componente vital del proceso de modernización enmarcado en las estrategias de reestructuración de servicios productivos prioritarios. Sobre la automatización industrial hay un cuestionamiento implícito de la acepción tradicional sobre las ventajas comparativas. Hoy, al hablar de la competitividad y las ventajas comparativas, debe indagarse sobre la potencialidad de un país en relación con el componente tecnológico de innovación y la posibilidad de inserción y desarrollo de automatización industrial y de los nuevos modelos aplicados en la gestión empresarial, precisamente la reconversión tecnológica no puede estar diseñada exclusivamente en atención al nivel de obsolescencia de los equipos y de las máquinas, pues esta valoración unilateral puede inducir equivocadamente al reemplazo impreparado de la capacidad instalada por equipos modernos de base informatizada. Más bien resulta conveniente y rentable adelantar un primer estadio de automatización con dispositivos dedicados de control automático en las máquinas, o mediante la utilización de sistemas de lógica de control como son los controladores programables, que posibilitan eficazmente automatizar ciclos básicos operativos de procesos,

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