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 Vidal Ing. Líder Soluciones de Manufactura OMNICON S.A [email protected]

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Page 1: 1.Alcances de La Automatización

Alcances de La Automatización

C.I.M.(Computer Integrated Manufacturing)

“ Una filosofía de Automatización “

Fabian Yesid VidalIng. Líder Soluciones de Manufactura

OMNICON [email protected]

Page 2: 1.Alcances de La Automatización

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

Page 3: 1.Alcances de La Automatización

Manufactura

Page 4: 1.Alcances de La Automatización

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”

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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.

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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 .

Page 7: 1.Alcances de La Automatización

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

Page 8: 1.Alcances de La Automatización

Diapositiva 7

FYV1 Vidal, Fabian Yesid, 30/01/2013

Page 9: 1.Alcances de La Automatización

Componentes de una Solución de Automatización

Page 10: 1.Alcances de La Automatización

Componentes de una Solución de Automatización

Page 11: 1.Alcances de La 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

Page 12: 1.Alcances de La 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

Page 13: 1.Alcances de La Automatización

FijaProgramableFlexible.

Tipos de Automatización

Page 14: 1.Alcances de La 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.

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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

Page 16: 1.Alcances de La Automatización

Conceptos CIM

C.I.M.(Computer Integrated Manufacturing)

“ Una filosofía de Automatización “

Page 17: 1.Alcances de La Automatización

Situaciones

presentadas con

la ausencia de

Modelos

aplicados a

manufactura

como CIM

Page 18: 1.Alcances de La Automatización

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 ).

Page 19: 1.Alcances de La Automatización

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.

Page 20: 1.Alcances de La Automatización

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

Page 21: 1.Alcances de La Automatización

Actividades Físicas

Materias Primas

Producto Terminado

Actividades de procesos de información

Diseño de Productos

Planeación Manufactura

Control Manufactura

Funciones Directivas

Modelo CIM

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Concepto inicial CIM

Page 23: 1.Alcances de La Automatización

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:

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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).

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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.

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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.

Page 27: 1.Alcances de La Automatización

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.

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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.

Page 29: 1.Alcances de La Automatización

Implementación Piramide CIM

Page 30: 1.Alcances de La Automatización

Implementación Piramide CIM

Page 31: 1.Alcances de La Automatización

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

Page 32: 1.Alcances de La Automatización

Co

ne

ctiv

ida

d I

nte

gra

lC

on

ect

ivid

ad

In

teg

ral

Integración Vertical

Page 33: 1.Alcances de La Automatización

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

Page 34: 1.Alcances de La Automatización

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.

Page 35: 1.Alcances de La Automatización

CIM Vs evolución de Tecnologias

► El CIM visto dentro del contexto de otras tecnologías empresariales:

Page 36: 1.Alcances de La Automatización

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

Page 37: 1.Alcances de La Automatización

Evolución ERP

Page 38: 1.Alcances de La Automatización

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.

Page 39: 1.Alcances de La Automatización

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

Page 40: 1.Alcances de La Automatización

► 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

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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.

Page 42: 1.Alcances de La Automatización

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.

Page 43: 1.Alcances de La Automatización

Otros organismos de estandarización

► OPC Foundation.

► OMAC.

► WBF.

► Confederación de Automatización.

► MESA.

Page 44: 1.Alcances de La Automatización

PREGUNTAS!!SISTEMAS SCADASISTEMAS SCADA

PREGUNTAS!!