Further automating the process

“Crear una metodología de diseño de sistemas flexibles de manufactura metalmecánica, desde la fase conceptual hasta la fase previa a la adquisición de equipo para su construcción, y especialmente, concebir un algoritmo para la generación, evaluación y selección de alternativas de SFM, a partir del análisis geométrico y tecnológico de una familia de piezas representativas, que sirva posteriormente para desarrollar un sistema de diseño de SFM asistido por computadora, bajo restricciones de costo, tiempo, calidad, complejidad, flexibilidad y confiabilidad” [2].

Para el cuál se presentan las siguientes etapas principales a desarrollar:

1. Desarrollo de un análisis de decisión para definir el nivel de automatización requerida para las industrias metal mecánica.

2. Desarrollo de la técnica de análisis F-Q para la selección de sistemas automatizados de manufactura.

3. Creación de un nuevo sistema de codificación de partes basado en criterios geométricos y tecnológicos.

4. Desarrollo de un algoritmo de asignación de operaciones tradicionales de corte con desprendimiento de viruta a partir del sistema de codificación de piezas.

5. Desarrollo de una estrategia automatizada para manufacturar partes en procesos de manufactura metalmecánica.

6. Desarrollo de un algoritmo de selección de tipos de máquinas herramientas y generación de una lista de operaciones dado un conjunto de procesos de manufactura metalmecánica.

7. Desarrollo de un algoritmo de asignación del grado de equipamiento automático de un centro de mecanizado.

8. Desarrollar un algoritmo para designar tipos y número de equipo básico y complementario para el manejo de materiales, sistemas de transporte y distribución del SFM.

9. Desarrollar un algoritmo integrador para el diseño de SFM que conjunta los análisis geométrico, tecnológico y de fabricación.

En secciones anteriores se ha mostrado la situación de la industria manufacturera nacional, de lo que se concluye la necesidad de darle impulso y modernizarla. Una medio idóneo para lograrlo es la implantación de SAM acordes a necesidades las específicas de cada empresa, tomado en cuenta factores como el mercado que se pretende cubrir, así como nivel de producción, flexibilidad en tipos de productos, etc. Ya que en la actualidad las herramientas que se han desarrollado presentan deficiencias, tales como el considerar supuestos de conjunto de equipos conocidos, manejar niveles tecnológicos específicos y no permitir la flexibilidad según sea requerida, excluir las preferencias del diseñador, así como restringir la solución a la primera alternativa que cumpla con los requerimientos.

Las herramientas que se cuenta en la actualidad y apoyan al diseñador se pueden clasificar en la siguiente forma:

a) Metodologías para la modelación y optimización del funcionamiento de SFM.

b) Diseño y optimización de configuraciones por medio de paquetes computacionales comerciales.

c) Utilización del análisis de fabricación, tecnología de grupos y sistemas de codificación para la formación de familias de productos.

d) Metodologías y arquitecturas de diseño de empresas y modelos de referencia.

Estos modelos en su mayoría analizan a la empresa en todos los aspectos (información, producción, negocio, etc.) con el fin de proponer soluciones que mejoren el desempeño, sin embargo no logran alcanzar niveles de estudio más específico de tal forma que permitan una labor de diseño desde la parte conceptual y con ello determinar si la maquinaría y los sistemas de producción son los ideales según sus propias necesidades.

Los trabajos de investigación realizados son útiles para resolver sólo alguna parte del problema que representa el diseño, por lo general, esta parte es el diseño detallado y no el conceptual. La complejidad del problema motiva a generar una herramienta para soluciones globales y de aplicación inmediata al sector manufacturero del país.

Dado la anterior, la problemática a la que se enfoca el siguiente trabajo es: “la necesidad de establecer una metodología mediante lógica difusa para seleccionar un sistema automatizado de manufactura (SAM), la cual está basada en factores y variables previamente justificados, no existiendo en la actualidad alguna metodología con esas características”

1.6 OBJETIVOS

Para el cumplimiento del trabajo propuesto, es imprescindible el cumplimiento de los siguientes objetivos:

1. Proponer y justificar factores o variables que intervienen para seleccionar un sistema de automatizados manufactura.

2. Realizar una investigación en una empresa metalmecánica para obtener funciones pertenencia aproximadas de los factores de selección, así como proponer reglas para demostrar la aplicabilidad de la metodología.

3. Establecer un procedimiento de selección de sistemas automatizado de manufactura mediante la aplicación de lógica difusa.

El presente estudio no intenta realizar un herramienta computacional, sino únicamente llegar a la conceptualización metodológica de un algoritmo para la selección de sistemas automatizados de manufactura.

1.7 CONCLUSIONES

El desarrollo económico de un país está directamente relacionado con su capacidad de generar riqueza a través de su desarrollo tecnológico, la investigación y su industria de manufactura; países como Japón, por ejemplo, con prácticamente ningún tipo de recurso natural utilizable, ha demostrado esta aseveración. La capacidad del desarrollo está basado en estrategias que impulsen ampliamente a la industria. En México, la industria definitivamente ha crecido en las dos décadas recientes dejando de ser una economía que sólo basaba su exportaciones en el petróleo o en los recursos naturales, esto ha dado un crecimiento y dinamismo a la economía, mas sin embargo

este desarrollo en gran medida se ha basado en la integración de tecnología del exterior. La iniciativa privada, debe tomar conciencia de la necesidad de modernizar la planta productiva mediante el trabajo conjunto con la instituciones de investigación, para lo que es necesario, incrementar la inversión en investigación científica y desarrollo tecnológico, en todas sus áreas, especialmente en aquellas que son de gran importancia para la economía del país como la división de la industria de manufactura, establecer vínculos con las instituciones educativas con el fin de generar programas y carreras necesarias en la industria nacional y de fomentar la inversión en proyectos de investigación y desarrollo. Las instituciones educativas deben de promover la formación de personal altamente capacitado en las nuevas tecnologías, para ello es necesario, actualizar los planes de estudio, los cuales deben estar apegados a las necesidades de la industria, vincular la investigación académica a la problemática industrial, fomentar la participación de la industria en los proyectos de investigación y desarrollo tecnológico, aprovechar al máximo el uso de nuevas tecnologías en la educación.

La industria de la manufactura dentro de sector industrial en México, se considera con mayor importancia en nuestro país, con el mayor crecimiento en los últimos años, mayor aportación en el PIB y es la división que mayor participación tiene en las exportaciones totales de México. Si se considera además, que la manufactura es un sector industrial que concentra una parte importante de la inversión extranjera en el país, se puede decir, que México presenta el mercado con las condiciones propicias para invertir e impulsar el uso de sistema automatizados de manufactura que modernicen la planta productiva, y brinden al país la oportunidad de ser competitivo a nivel internacional en esta rama industrial.

Por lo anterior, la capacidad de crecimiento económico de un país está determinada fundamentalmente por la dotación y la calidad de los factores de la producción, el avance tecnológico, el tamaño y la calidad de la infraestructura nacional, el grado de integración y competencia del mercado interno y el propio crecimiento demográfico del país. Lo que obliga a impulsar trabajos de investigación como el que se desarrolla en el presente trabajo.

El diseño es tal vez la etapa más compleja en el proyecto de implantación de un SAM, debido a que en él se involucran muchos y diferentes factores, y en él se toman decisiones que repercutirán tanto en las etapas posteriores del proyecto de implantación como en el correcto aprovechamiento del sistema.

En la actualidad existen una gran diversidad de estudios que fueron realizados con el fin de mejorar alguna de las diferentes etapas que componen un proyecto de implantación de un sistema automatizados de manufactura. De éstos, muy pocos han sido enfocados a la etapa de diseño conceptual y una gran parte de ellos inician con equipo, piezas y secuencia de procesos ya definidos. Su enfoque de diseño se concreta a la formación de familias de partes y a la agrupación de máquinas bajo distintas técnicas, consideraciones y mecanismos.

Un sistema automatizado de manufactura será correctamente implantado cuando su diseño se origine de las características del producto a fabricar, porque éstas son las que definen los procesos, las operaciones y el equipo necesario para su obtención. Por tal razón, el presente trabajo como parte de una Metodología de diseño de SFM que el ITESM CEM desarrolla, propone el inicio para definir el nivel de automatización que una empresa manufacturera requerirá para cubrir las necesidades actuales del mercado mundial.

2. CLASIFICACIÓN DE SISTEMAS AUTOMATIZADOS