Grupo4_EvaluacionGrupo

7/23/2019 Grupo4_EvaluacionGrupo

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Proyecto FinalModelo CIM

Presentado por:Jenniffer Blanco Castillo Cdigo 1032430766

Oscar Alejandro Londoo Cdigo 1035224109John Ulises Paredes CdigoCristian Camilo Higuita Cdigo 1035853718

TutorAlexander Lopez

Universidad Nacional Abierta y a DistanciaIngeniera de Telecomunicaciones

Comunicaciones IndustrialesGrupo 4

2014


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Contenido

Introduccin ............................................................................................................. 3Justificacin ............................................................................................................. 4

Concepto CIM ......................................................................................................... 5

Niveles de la Pirmide de Automatizacin .............................................................. 9

Propuesta Proceso Industrial con Pirmide de Automatizacin ............................ 11

Proceso de Mayor IntersPirmide de Automatizacin Ensamble de Motocicleta.............................................................................................................................. 14

Ilustracin Proceso SeleccionadoSoftware ....................................................... 16

Aportes Individuales Del Grupo de Trabajo ........................................................... 17

Conclusiones ......................................................................................................... 18

Bibliografa ............................................................................................................ 19


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Introduccin

En el siguiente trabajo se desarrollara el proyecto final de la materia decomunicaciones industriales, en este se pretende que el estudiante comprendasobre modelo CIM, cuales son los niveles de jerarqua que se utiliza en los procesosindustriales, escoger de una serie de procesos industriales uno en especfico parailustrar el modelo CIM. Adicionalmente, haciendo uso del software SCADA, explicarcul es el uso del modelo CIM en el proceso industrial seleccionado por el grupocolaborativo.


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Justificacin

Actualmente tanto las grandes industrias como las pequeas empresas estnpensando continuamente en automatizar sus procesos y de esta manera garantizarla calidad de sus bienes o servicios, en el siguiente trabajo por medio de un ejemploprctico se ilustrara el modelo CIM, cual es el uso que se da a este en los diferentesprocesos industriales.


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Concepto CIM

La manufactura integrada por computador es el lado de sta que reconoce que losdiferentes pasos en el desarrollo de productos manufacturados estninterrelacionados y pueden ser ajustados de manera ms eficiente y efectiva con eluso de computadores.

A pesar de que CIM implica integrar todos los pasos de un proceso de manufactura,en la prctica muchas compaas han logrado grandes beneficios al implementarsistemas CIM parciales, es decir, en solo algunas reas de la empresa. De hecho,se cree que an no existe ninguna empresa que haya logrado una integracin totaldel sistema. Sin embargo, se sabe con certeza que se es el prximo paso a seguir.

Adems tiene como objetivo integrar las areas funcionales de una organizacinproductora, por medio de la automatizacin y coordinacin de actividades utilizando

el soporte de plataformas de hardware, software y comunicaciones. Algunosmodelos CIM existentes son:

Concepto CIM de IBM

Modelo Jwerarquico NIST-AMRF

Concepto CIM de Digital Equipement Corporation

Modelo Amherst-Karlsruhe

Modelo CIM de Siemens

Los objetivos del modelo CIM son:

Aumentar la flexibilidad.

Mejorar la calidad del producto.

Reducir los costos.

Reducir el tiempo y el nmero de pasos empleados en la fabricacin.

Aumentar la confiabilidad del sistema.

John W. Bernard lo define como "la integracin de las computadoras digitales entodos los aspectos del proceso de manufactura'.' Otra definicin afirma que se tratade un sistema complejo, de mltiples capas diseado con el propsito de minimizarlos gastos y crear riqueza en todos los aspectos. Tambin se menciona que tieneque ver con proporcionar asistencia computarizada, automatizar, controlar y elevarel nivel de integracin en todos los niveles de la manufactura.

La tecnologa computacional es la tecnologa que integra todas las otras tecnologasCIM. La tecnologa computacional incluye todo el rango de hardware y de softwareocupado en el ambiente CIM, incluyendo lo necesario para las telecomunicaciones.


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Visin CIM

CIM es un concepto de completa optimizacin e integracin de la compaa, no

existen patrones predeterminados para llevar la integracin de personas, funciones,informacin y necesidades de un negocio en especfico.

Los ejecutivos necesitan una visin compartida de su compaa que muestre atodos los contribuidores su valor agregado interrelaciones e interdependencias.

Los ejecutivos deben promover el entendimiento de porqu el trabajo integrado esmejor que partes en especfico funcionando separadamente.

Generalmente el problema no es la disponibilidad de tecnologa, sino implementarla,conocer sus ventajas, conocer la potencia de dicha tecnologa dentro de la empresa,ya que la gente generalmente se resiste al cambio.

Los ejecutivos necesitan desarrollar una visin conceptual de CIM, una visin queprovea confianza para estimar el impacto de la implementacin de cmputo yautomatizacin de la compaa. Necesitan una herramienta que les ayude a definir,disear, construir e implementar CIM, la herramienta que se propone para dichocambio es la metodologa del manejo de la informacin para todas las reas de laempresa a travs del uso de sistemas de cmputo para lograr el objetivo.

Modelo y Origen CIM

El modelo CIM es una herramienta, que describe la visin y arquitectura de lamanufactura integrada por computadora a la direccin de la organizacin, quepuede ser a su vez comunicada en reas funcionales y operacionales, a tcnicos ycientficos que proveen planes lgicos para que la visin de CIM pueda serimplementado fsicamente.

El modelo CIM se deriva de la empresa CIM desarrollada por la Asociacin de

sistemas computarizados automatizados (consejo tcnico de la sociedad deingenieros de EU).

Este concepto describe los sistemas generales de negocios, lee reas deproduccin y los sistemas que los Integran a la empresa.

Estructura del modelo CIM:Existe una jerarqua de control en los ambientes manufactureros, en la cual hay 5niveles principales que se detallan a continuacin:

Control de mquinas (PLCs)

Control de celdas

Computador de rea


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Computador de planta

Computador corporativo

El nivel ms bajo (1)consiste en productos basados en microprocesadores quecontrolan directamente las mquinas.

En el segundo nivel, varias mquinas trabajan en conjunto, y aunque cada una deellas trabaja con su propio control, existe un computador central que las maneja.

El tercer nivelmonitorea operaciones de un rea de la planta, por ejemplo, unalnea de ensamblado o una lnea de soldadura robotizada. El computador de plantasirve ms para funciones administrativas, puesto que a pesar de que la planeacindebe hacerse a distintos niveles, siempre existe alguien que los autoriza y divide laslabores en la planta.

Finalmente, y al tope de la jerarqua de control, encontramos el computadorcorporativo, dentro del cual reside la base de datos y los programas financieros yadministrativos de la empresa. Una de las ms importantes funciones de estecomputador es organizar la base de datos, de tal manera que ella pueda serfcilmente manejada y guardada.

Metodologa:

Hay distintas maneras de generar modelos de ensamblado en estos sistemas, loscuales son: modelos en modelos, componentes o figuras y ensambladosinteligentes. 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 ydocumentar el modelo de una parte o documento, y es el llamado corazn delsistema.

Lo que vendra a ser el alma del sistema son las aplicaciones que se le puedenagregar. Es a travs de aplicaciones que las verdaderas eficiencias del CAD / CAMen trminos de ahorro en produccin y costos relacionados con el proceso sepueden ver realizadas. Las aplicaciones en el ambiente CAD / CAM pueden serseparadas en tres tipos principales: funcin, disciplina e industria.

Las funciones son normalmente aquellas operaciones, herramientas o accionessoportadas por la plataforma de software, tales como la geometra wireframe o lamodelacin de la superficie. Las disciplinas son creadas con la adicin de softwareespecializado de aplicacin, libreras, interfaces de usuario y herramientas sobre lasfunciones bsicas con el fin de crear diagramas esquemticos de aplicaciones dewireframes, o aplicaciones de estilo de software de modelacin de superficie.


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Las aplicaciones industriales son creadas con el software especfico para disciplinaso industrias, y la adicin de libreras y herramientas especiales para cada procesoen particular. La creacin y documentacin bsica de los modelos CAD / CAM es

parte de la plataforma de software, mientras que las aplicaciones son lasherramientas usadas para automatizar completamente el proceso de diseo.

Una breve lista de aplicaciones puede verse en la siguiente tabla:

El anlisis ingenieril puede ser dividido en varias reas, sin embargo, unaclasificacin ms general es:

Soluciones cerradas: hechas con ecuaciones particulares para ese tipo deproblemas.

Anlisis lgico y de simulacin: Anlisis computacional para comprobarajuste a la forma y a la funcin.

Elementos finitos y anlisis de diferencias finitas: Anlisis computacionalpara sistemas particulares: Anlisis estructural, mecnico y trmico

Anlisis cinemtico: Virtualmente se puede observar la operacin de uncomponente

Beneficios de la CIM:

A pesar de que los beneficios cualitativos del CIM no son cuantificados en lasecuaciones de factibilidad de inversin, se sabe positivamente que CIM aporta

incuantificables beneficios. Entre los ms importantes beneficios del CIM seencuentran las mejoras en la productividad, mayor rapidez en la introduccin omodificacin de productos, y una mejor intercambiabilidad de los trabajosespecficos. Algunos de los ms importantes beneficios estratgicos del CIM estnpresentados en la siguiente tabla:


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La CIM desde el punto interno de la maquina:

Bsicamente en este video se muestra cmo opera una mquina manufacturera anivel interno, es decir, como es que sabe lo que tiene que hacer y la precisin que

debe tener en cada tarea.Es una simulacin en 3D de cmo sera en la realidad el comportamiento interno yexterno de dicha mquina.

Niveles de la Pirmide de AutomatizacinA continuacin se menciona una serie de ejemplos de pirmides deautomatizacin para diferentes procesos industriales:

En un modelo CIM, cada nivel se caracteriza por llevar a cabo labores especficas,asociada a ello un tipo de informacin y de procesamiento diferente. De ah, quedadeterminada la jerarqua a la cual pertenece una red. Cada red gobierna lasfunciones del nivel inferior y sirve de interfaz al nivel superior (integracin del

proceso automatizado). El flujo de la informacin fluye tanto en sentido horizontal(dentro de su propio nivel) como en sentido vertical (a un nivel superior o inferior).


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Ejemplos del modelo CIM definido por NBS de los Estados Unidos

Nivel 1: la base de la pirmide esta formad por toda la instrumentacin yaccionamientos de terreno; como sensores de nivel, temperaturas y vlvulas.

Nivel 2: tambin conocido como nivel de clula. Se encuentran los PLC ycontroladores, encargados de la regulacin, el control de secuencias yenclavamientos de seguridad.

Nivel 3:nivel de supervisin y adquisicin de datos. Donde se recoge en tiemporeal toda la informacin generada en el nivel de control de estados de proceso,enclavamientos, variables asociadas a los lazos de control y otros.

Nivel 4:es el nivel de administracin de la produccin. Permite la planificacin de

la produccin, facilita la ingeniera de proceso, al dar a los responsables informacinactual globalizada de todo el proceso productivo. En este nivel se identifican loscuellos de botellas y las diferentes fallas en el proceso productivo.

Nivel 5:este el nivel de manejo corporativo. Permite la planificacin corporativa, laadministracin de los recursos y la optimizacin de las finanzas. Bsicamente esdonde se toman las decisiones finales.


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Propuesta Proceso Industrial con Pirmide de Automatizacin

Proceso de fabricacin de motocicletas

Para la elaboracin de una motocicleta, primero se debe realizar un bosquejo inicialdel diseo de la motocicleta, de acuerdo al resultado que se quiere adquirir delproducto final. Es importante en este diseo especificar informacin sobre el motor,ruedas, frenos y suspensiones que formaran la motocicleta, adems de lomencionado anteriormente, es importante tener presente los siguientes parmetros:distancia entre ejes, lanzamiento, avance, centro de gravedad, altura del eje del

basculante, squat, hundimiento y altura del centro de gravedad.Descripcin General:

El origen de las motocicletas que conocemos hoy en da comenz con laincorporacin de un pequeo motor de gasolina a una bicicleta, esta primera bicifue creada por el alemn Gottlieb Daimler en 1885. Pasara tiempo hasta que en1901 los hermanos Werner fabricaran lo que probablemente fue la primera motocon la estructura de las actuales, que seguira evolucionando a lo largo de la historiade la moto segn veremos a continuacin, mostrando los chasis ms significativos.

Distribucin

Inspeccion

Ensamble

Metrologia

Pintura

Soldadura

Zona de Desempaque y Seleccion de Partes

Almacenamiento de Materia Prima

Descargue de Mercancia


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Motor de 4 Tiempos

Un motor de cuatro tiempos es aquel motor de combustin interna alternativo (tanto

de ciclo Otto como Diesel) que precisa cuatro carreras del pistn, es decir, dosvueltas completas del cigeal, para completar el ciclo termodinmico decombustin.

Estos cuatro tiempos son los explicados a continuacin:

Admisin:

En esta fase el descenso del pistn aspira la mezcla aire combustible o el aire enAdmisin motores de encendido por compresin. La vlvula de escape permanececerrada, mientras que la de admisin est abierta. En el primer tiempo el cigealgira 180 y el rbol de levas da 90 y la vlvula de admisin se encuentra abierta y

su carrera es descendente.

Compresin:

Al llegar al final de carrera inferior, la vlvula de admisin se cierra, comprimindoseel gas contenido en la cmara por el ascenso del pistn. En el 2 tiempo el cigealda 360 y el rbol de levas da 180, y adems ambas vlvulas se encuentrancerradas y su carrera es ascendente.

Explosin/Expansin

Al llegar al final de la carrera superior el gas ha alcanzado la presin mxima. En

los motores de encendido provocado o de ciclo Otto salta la chispa en la buja,provocando la inflamacin de la mezcla, mientras que en los motores Diesel, seinyecta a travs del inyector el combustible muy pulverizado, que se auto inflamapor la presin y temperatura existentes en el interior del cilindro. En ambos casos,una vez iniciada la combustin, esta progresa rpidamente incrementando latemperatura y la presin en el interior del cilindro y expandiendo los gases queempujan el pistn. Esta es la nica fase en la que se obtiene trabajo. En este tiempoel cigeal gira 180 y mientras que el rbol de levas gira, ambas vlvulas seencuentran cerradas y su carrera es descendente.

Escape

En esta fase el pistn empuja, en su movimiento ascendente, los gases de lacombustin que salen a travs de la vlvula de escape que permanece abierta. Alllegar al punto mximo de carrera superior, se cierra la vlvula de escape y se abrela de admisin, reinicindose el ciclo. En este tiempo el cigeal gira 180 y el rbolde 90.


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Proceso de Fabricacin de una motocicleta:

Un proceso de fabricacin es el conjunto de operaciones necesarias para modificar

las caractersticas de las materias primas; tales como su forma, densidad,resistencia o tamao. En la mayora de los casos, para la obtencin de undeterminado producto sern necesarias multitud de operaciones individuales demodo que puede denominarse proceso tanto al conjunto de operaciones desde laextraccin de los recursos naturales necesarios hasta la venta del producto, comoa las realizadas en un puesto de trabajo con una determinada mquina. Hemosrealizado una clasificacin entre todos los componentes de la motocicletarefirindonos a la procedencia de los mismos, esta es:

Piezas de Stock alto tales como tornillos, arandelas, tuercas, rodamientos,etc. De adquisicin masiva.

Piezas suministradas por Proveedores externos como neumticos, vlvulas,motores, etc.

Piezas de Fabricacin Propia, el resto de componentes y que vamos aestudiar a continuacin.

En las lneas siguientes, vamos a mostrar un listado de todas y cada una de laspiezas que vamos a producir en nuestra fbrica en China. De cada elemento vamosa proporcionar un esquema-dibujo-fotografa, el proceso de fabricacin en s(definiendo material y operaciones) y un coste aproximado por pieza.

Vamos a dividir la motocicleta en siete subconjuntos y a su vez, cada uno de ellosse subdividir en las piezas que lo componen.


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Proceso de Mayor IntersPirmide de Automatizacin Ensamble

de Motocicleta

Nivel de Proceso

Control Directo de las mquinas y sistemas de produccin

Sensores, Actuadores, instrumentos de medida, mquinas de controlnumrico

Cableado Tradicional, Buses de Campo, Buses de sensores y actuadores

Nivel de Campo

Control individual de cada recurso.

PLCs de gama baja y media, sistemas de control numrico, transporte

automatizado Se utilizaran las medidas proporcionadas por el nivel 0 y se traspasan sus

resultado a los actuadores y mquinas de dicho nivel.

Nivel de Clula.

Sistemas que controlan la secuencia de fabricacin y/o - En este nivel seemplean PLCs de gama media y alta, PCs Industriales, etc.

Factoria

PCs, Servidores, Estaciones de Trabajo,LAN/WAN Internet

Planta

PCS, Servidores,Estaciones de Trabajo

Celula

PLCs, PCs Industriales, Buses de Campo/Lan Industrial

CampoPCLs, CNC, Bandas de Desplazamiento,

Buses de CampoProceso

Sensores, Actuadores, Maquinas,Herramienta, Sistema Cableado, busessensores y actuadores, buses de campo


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Nivel de Planta

rgano de diseo y gestin en el que se estudian las ordenes de fabricacin

y/o produccin que seguirn los niveles inferiores. Suele coincidir con los recursos destinados a la produccin de uno o varios

productos similares (secciones).

Se emplean PCs, estaciones de trabajo, servidores de bases de datos ybackups

Nivel de Factora

Gestiona la produccin completa de la empresa.

Comunica distintas plantas.

Mantiene las relaciones con los proveedores y clientes.

Proporciona las consignas bsicas para el diseo y la produccin de laempresa.

Se emplean PCs, estaciones de trabajo y servidores de distinta ndole.


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Ilustracin Proceso SeleccionadoSoftware


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Aportes Individuales Del Grupo de Trabajo

Estudiante Fecha Aporte

Oscar Alejandro Londoo

11-11-14

Descripcin Concepto CIM, Esquema de Pirmide

de Automatizacin, Descripcin de Niveles de la

Pirmide

14-11-14

Propuesta Proceso Industrial: Planta de recibo,

almacenamiento y despacho de Crudo (aceite) a

un oleoducto

3-12-14 Simulacin Modelo CIM

John Ulises Paredes

24-11-14Descripcin Concepto CIM, Origen del Modelo,

Caractersticas, Beneficios

24-11-14

Propuesta Proceso Industrial: Transporte de Gas

Natural, desde los yacimientos hasta el clientefinal

2-12-14Descripcin del Motor y conceptos generales del

proceso

Jenniffer Blanco Castillo

25-11-14



Pirmide

26-11-14Propuesta Proceso Industrial: Fabricacin de

Motos

28-11-14

Enlaces de Descarga Software para la

implementacin de CIM en el proceso

seleccionado

1-12-14Enlace Descripcin Proceso de Fabricacin de

Motos

1-12-14

Listado de Componentes del Subproceso de

ensamblaje, parte del Proceso de fabricacin de

motos

2-12-14

Consolidacin de Aportes del Grupo. Descripcin

pirmide de Automatizacin sobre el proceso

industrial seleccionado

Cristian Camilo Higuita

27-11-14



Pirmide

29-11-12Implementacin de CIM a una de las propuestas

del grupo


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Conclusiones

Los sistemas automatizados ofrecen grandes beneficios a las industrias, porlo cual, en la actualidad es comn ver industria completamenteautomatizadas.

Toda compaa puede implementar el modelo CIM , sin embargo, para sudiseo e implementacin es importante definir los niveles jerrquicos de lapirmide de automatizacin


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Bibliografa

Blogspot.(30 de 11 de 2014). Obtenido de http://msalazar-ingeniero.blogspot.com/

Cybertesis.(28 de 11 de 2014). Obtenido de

http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2007/bmfcim971e/doc/parte/i.pdf

Esi.(01 de 12 de 2014). Obtenido de http://www.esi2.us.es/~fabio/TransASP.pdf

Prezi.(25 de 11 de 2014). Obtenido de https://prezi.com/o_v22vde8flt/computer-integrated-

maanufacturing/

Prezi.(27 de 11 de 2014). Obtenido de https://prezi.com/fzzjaktzop-h/cim/

Unicen.(27 de 11 de 2014). Obtenido de

http://www.exa.unicen.edu.ar/catedras/modemp/01_CIM.pdf

(Prezi, 2014) (Prezi, 2014) (Blogspot, 2014) (Unicen, 2014) (Cybertesis, 2014) (Esi, 2014)

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