1.alcances de la automatización
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Alcances de La Automatización
C.I.M.(Computer Integrated Manufacturing)
“ Una filosofía de Automatización “
Fabian Yesid VidalIng. Líder Soluciones de Manufactura
OMNICON [email protected]
La manufactura puede definirse como la aplicación de procesos físicos,químicos o biológicos para alterar la geometría, propiedades y/o apariencia deun material dado para hacer partes o productos. Incluye, también, la unión de
múltiples partes para ensamblar productos.
Manufactura
Manufactura
Requerimientos Empresa ManufacturaREQUERIMIENTOS:
– niveles de calidad– rapidez en el desarrollo– introducción de nuevos productos– flexibilidad– adaptabilidad
Hacen que:– fabricantes y productores deban plantearse susestrategias comerciales y de negocio desde unpunto de vista integral.– el proceso de fabricación sea dinámico y dondela producción sea optimizada con criteriosglobales y no necesariamente técnicos.Todo ello sin perder de vista los requerimientosde calidad y seguridad quese aplican actualmente tal como ISO 9000
CIM (Computer Integrated
Manufacturing), que podríamos
traducir como “Sistemas Integrados de Producción”
Alcance Global de la AutomatizaciónCIM “Una metodología de trabajo y una filosofía de diseño de los sistemas de automatización, producción y gestión orientados a la mejora de los niveles de calidad y la optimización en los procesos de fabricación.
Automatización de Planta
Es el uso de sistemas o elementos computarizados y electromecánicos para controlar maquinarias y/o procesos industriales sustituyendo la intervención Humana.la automatización reduce considerablemente la necesidad para exigencias humanas sensoriales y mentales. Los procesos y los sistemas también pueden ser automatizados .
El objetivo fundamental es aliviar al operador de t areas repetitivas y de reducida exigencia para que se concentre en “ Obtener la mayor
producción con la mínima inversión ”, exigiendo que el proceso de fabricación sea EVOLUTIVO Y FLEXIBLE a través de la interacción de
actividades Tecnológicas, Informáticas, Económicas y Administrativas.
Automatización de PlantaFYV1
Diapositiva 7
FYV1 Vidal, Fabian Yesid, 30/01/2013
Componentes de una Solución de Automatización
Componentes de una Solución de Automatización
Gestión de Informacion
Procedimientos y ejecución de Procesos
Visualización de planta
(HMI´s)
Control de Regulatorio
( estrategias PID, OnOFF, fuzzy
Infraestructura de comunicación(
Ethernet, Control Net)
Instrumentación de planta
Componentes de una Solución de Automatización
“Ningún dispositivo ha sido inventado que pueda competir contra el ojo humano para la
precisión y certeza en muchas tareas; tampoco el oído humano.
El más inútil de los seres humanos puede identificar e interpretar mayor cantidad de
información que cualquier dispositivo automático”
Automatización industrial
FijaProgramableFlexible.
Tipos de Automatización
Tipos de proceso industriales
Los procesos industriales sujetos a automatización indust rial son:
1) Proceso discreto : Involucra la producción de “Cosas” o cantidades finitas departes discretas. Una Parte o una cantidad especifica de ellas se mueven de unaestación de trabajo a otra ganando valor mientras los trabajos son ejecutados.Cada parte tiene una identidad única. Usualmente las partes son combinadas paracrear productos o otras partes, cada nuevo producto o parte tendrá una identidadúnica. ejp: boards de computadoras, chips de memorias, computadores, carros.
2) Proceso continuo: Involucra un flujo continuo de material que fluyenlibremente entre equipos de procesamiento (usualmente líquidos o polvos) ejp:,gas natural, electricidad, pulpa de papel.
3) PROCESO BATCH: produce una cantidad finita de producto que fluyelibremente (usualmente líquidos o polvos),mediante la ejecución ordenada deoperaciones y actividades de proceso. ejp pinturas, productos de cuidado personal,alimenticios, químicos y farmacéuticos.
Material1
Material2
Material3
Aditivos
A de empacado 1
TanqueAlimentacion
1
Secador 1
Secador2
Mixer
BATCH
DISCRETO
CONTINUO
TanqueAlimentacion
2
A de empacado 1
Tipos de proceso industriales
Conceptos CIM
C.I.M.(Computer Integrated Manufacturing)
“ Una filosofía de Automatización “
Situaciones
presentadas con
la ausencia de
Modelos
aplicados a
manufactura
como CIM
Concepto inicial CIM
► El término aparece por primera vez en el libro Harrington, J. Computer Integrated Manufacturing, Huntington NY: R.E. Kreiger, 1973.
► Concepción de la Computer Automated Systems Association de la Societyof Manufacturing Engineers, 1993.
► Otros nombres: ▪ CIE ( Computer Integrated Enterprise )▪ CIME ( Computer Integrated Manufacturing Enterprise o Computer
Integrated Manufacturing and Engineering )▪ CAI (Computer Aided Industrie ).
Concepto inicial CIM
► No es un producto, sino más bien una estrategia a largo plazo ( ¿10 años? ).
► No se trata de un proyecto personal, sino de una tarea de equipos multidisciplinares.
Es un modelo ideal que permite describir, relacionar y controlar en una empresa todas las funciones, así como las interfaces corres pondientes, y su
encadenamiento dentro de los más diversos ciclos de fabricación y variantes de flujo de materiales.
Es un sistema complejo,
de múltiples capas diseñado con el
propósito de minimizar los
gastos y crear riqueza en todos
los aspectos.
Concepto inicial CIM
Actividades Físicas
Materias Primas
Producto Terminado
Actividades de procesos de información
Diseño de Productos
Planeación Manufactura
Control Manufactura
Funciones Directivas
Modelo CIM
Concepto inicial CIM
Pirámide CIM
La división en niveles de la estructura funcional de un proceso propicia la representación
de un sistema de fabricación integrada por computador mediante la denominada pirámide
CIM y que está formada conceptualmente por 4 niveles:
CIM- Nivel 0- Proceso
En este nivel se adquieren datos del proceso mediante sensores situados en él y se actúa mediante actuadores.
Las señales de sensores (Valores deseñales de proceso) se transfieren alos sistemas de control que formanparte del nivel de estación para queejecuten los algoritmos de control y que,teniendo en cuenta los resultadosobtenidos, envíen las órdenesoportunas a los actuadores.
Este nivel es el encargado de la comunicación de los diferentes controladores del nivel de estación con los dispositivos de campo (Field devices).
CIM- Nivel 1- Estación /Maquina
En este nivel se procesa los datosprocedentes de los dispositivos del nivelinferior y se informa al usuario de la situaciónde las variables y alarmas.
Forman parte de él los diferentes sistemaselectrónicos de control utilizados en cadamáquina (PLC´s, CNC´s, robots,Computadores, DCS´s, …), que reciben elnombre genérico de controladores demáquinas.
CIM- Nivel 2 –Taller y Célula
En este nivel se realiza la coordinación delas máquinas pertenecientes a la célula defabricación.Las tareas generadas en el nivel superior deárea o de fábrica se descomponen en unconjunto de operaciones más sencillas quese trasladan, de forma sincronizada, hacialos subprocesos del nivel inferior.
CIM- Nivel 3 –Fabrica
En este nivel se realiza el secuenciamiento de tareas y la administraciónde los recursos.Suele ser el responsable de la gestiónde una planta o fábrica concreta.Las principales actividades se centranen la planificación y el control de laproducción.En él se diseñan y definen losprocesos de fabricación y susecuencia concreta,se gestiona el material y los recursosmáquinas, programas, etc.)necesarios para la obtención delproducto final,Se planifican las labores demantenimiento, etc.
CIM- Nivel 4 –Empresa
En este nivel se lleva a cabo la gestión e integración de los niveles inferiores.En él se consideran principalmente los aspectos de la empresa desde el punto de vista de su gestión global:
– Compras– Ventas– Comercialización– Investigación– Objetivos estratégicos– Planificación a medio y largo plazo.
Implementación Piramide CIM
Implementación Piramide CIM
Visión de Empresa IntegradaCLASE DE
PLANIFICACIÓNHORIZONTE DE PLANIFICACIÓN
TRANSMISIÓN DE DATOSCAUDAL TIEMPO DE RESPUESTA FRECUENCIA
NIVEL
Estratégica (a largo plazo)
Táctica (mediano plazo)
Operativa (corto plazo)
Años
Meses / Semanas
Días
Horas
Minutos
Segundos
Milisegundos
Nivel 4 dirección de la empresa
Nivel 3 Dirección de Planta
Dirección de Producción
Dirección de Proceso
Nivel 1-2: Control de Proceso
Nivel 0 proceso
MByte
KByte
Byte
Bit
Horas
Minutos
Segundos
Décimas de segundos
Milisegundos Mili -
segundos
Segundos
Minutos
Horas
Día
Turno
Co
ne
ctiv
ida
d I
nte
gra
lC
on
ect
ivid
ad
In
teg
ral
Integración Vertical
Alta Flexibilidad
Optimizar la Producción
Operación sin paros
Integración de la Cadena
Alta Flexibilidad
Optimizar la Producción
Operación sin paros
Integración de la Cadena
Proveedores Integración Consumidores
El objetivo
Diseño
Operación
Mantenimiento
Sincronización
Integración Horizontal
Acoplamiento
Perfecto
Acoplamiento
Perfecto
CIM
Se exige que se replanteen las estructuras tradicionales y se creen ÁmbitosFuncionales con Interfaces Claras, para garantizar la transparencia de funciones de laempresa.
La solución de la
logística de la
información ha
conducido al
concepto CIM.
La solución de la
logística de la
información ha
conducido al
concepto CIM.
CIM Vs evolución de Tecnologias
► El CIM visto dentro del contexto de otras tecnologías empresariales:
AM = agile manufacturing AMT = advanced manufacturing technology CAD = computer aided design CAE = compute r aided engineering CAM = computer aided manufacturing CAPP = co mputer aided process planningCAPM = computer aided production management CIM = com puter integrated manufacturingCE/SE = concurrent/simultaneous engineering CNC = c omputer numerical control DNC = direct numerical control EDI = el ectronic data interchange FMC = flexible manufacturing cell FMS = f lexible manufacturing system GT = group technology JIT = just in time LM = lean manufacturing MRP = material requi rements planning MRPII = manufacturing resource planning NC = numerical control OPT = optimized production technology PDM = pr oduct data management QA = quality assurance QC = quality control RB = robotics TPM = total productive maintenance TQM = total quality management VM = virtual manufactu ringWCM = world class manufacturing
CIM Vs evolución de Tecnologias
Evolución ERP
Diferencia entre Automatización y CIM
► La Automatización de Procesos se involucra con las actividades físicas, es decir,
se diseña para efectuar actividades de procesamiento, ensamble, manejo de material
e inspección con menor participación humana.
► La automatización de procesos hace parte de la concepción Sistemas Integrados
de Producción
► CIM se involucra con las funciones de procesos de información, que soportan las
operaciones de producción.
La organización que ha tomado el liderazgo en el aspecto de
estandarización y actualización de modelos de manufactura e integración
es ISA, que originalmente nació como Instrument Society of America; a
partir del 2000 cambió a Instrumentation, Systems and Automation
Society; en Octubre de 2008 se propuso y se aceptó un nuevo cambio de
nombre, a saber: International Society of Automation.
Procesos de estandarización Actual
► ISA-84 ( Functional Safety: Safety Instrumented Systems for the Process Industry Sector )
► ISA-88 ( Batch Control )► ISA-95 ( Enterprise-Control System Integration) ► ISA-99 ( Manufacturing and Control Systems Security ).► ISA-100 ( Wireless Systems for Industrial Automation ).► ISA-106 (Procedural Automation for Continuous Process Operations)
Procesos de estandarización Actual
ISA-88
► Parte 1 ( 1995 ): Batch Control Part 1: Models and Terminology.
► Parte 2 ( 2001 ): Batch Control Part 2: Data Structures and Guidelines for Languages.
► Parte 3 ( 2003 ): Batch Control Part 3: General and Site Recipe Models and Representation.
► Parte 4 ( 2006 ): Batch Control Part 4: Batch Production Records.
► Parte 5 (2009): Batch Control Part 5: Implementation Models & Terminology for Modular Equipment Control.
ISA-95
► Parte 1 ( 2000 ): Enterprise-Control System Integration Part 1: Models and Terminology.
► Parte 2 ( 2001 ): Enterprise-Control System Integration Part 2: Object Model Attributes.
► Parte 3 ( 2005 ): Enterprise-Control System Integration Part 3: Activity Models of Manufacturing Operations Management.
► Parte 4 ( en desarrollo ): Enterprise-Control System Integration Part 4: Object Models and Attributes of Manufacturing Operations Management.
► Parte 5 ( 2007 ): Enterprise-Control System Integration Part 5: Business to Manu-facturing Transactions.
Otros organismos de estandarización
► OPC Foundation.
► OMAC.
► WBF.
► Confederación de Automatización.
► MESA.
PREGUNTAS!!SISTEMAS SCADASISTEMAS SCADA
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