Sistema de manufactura

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Sistema de manufactura

  1. 1. SISTEMAS DE MANUFACTURA UNIDAD I: INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE MANUFACTURA. QUÉ ES MANUFACTURA? DESARROLLO HISTÓRICO INDUSTRIAS DE MANUFACTURA HERRAMIENTAS PARA EL DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTIDO POR COMPUTADORA. DESARROLLO DE ESPECIFICACIONES. MATERIALES EN LA MANUFACTURA PROCESOS DE MANUFACTURA. BENEFICIOS DE LA INFORMÁTICA EN LA INGENIERÍA INDUSTRIAL. APLICACIONES REALES DE LA INFORMÁTICA EN LA INGENIERÍA INDUSTRIAL.
  2. 2. QUE ES LA MANUFACTURA? CAM-I (Computer Aided Manufacturing International, Arlington, Texas); serie de operaciones interrelacionadas que involucran: 1. Diseno Fabricacion de bienes y 2. Seleccion de materiales, articulos a mano o especialmente por 3. Planeacion, maquinaria. 4. Produccion, 5. Aseguramiento de calidad, 6. Administracion y mercadeo de bienes discretos y durables de consumo.
  3. 3. DESARROLLO HISTORICOLa manufactura se ha practicado durante varios milesde años, comenzando con la producción de artículosde: piedra, cerámica, y metal.Los romanos ya tenían fábricas, para la producción enmasa de artículos de vidrio, mineria, metalurgía y laindustria textil se ha empleado desde hace muchotiempo el principio de la división del trabajo.La potencia del agua sustituyo, a la muscular en laEdad Media; pero solo hasta el punto permitido por ladisponibilidad de agua en movimiento ello limito.
  4. 4. • PRIMERA REVOLUCION INDUSTRIALAl término del siglo XVIII el desarrollo la máquina devapor; hizo posible disponer de potencia en grandescantidades y lugares. Esto agilizo los avances en, losprocesos de manufactura y crecimiento de laproducción, proporcionando una abundancia debienes, y con la mecanización de la agricultura, deproductos agrícolas; como resultado la sociedad setransformo, lo que se conocio como “REVOLUCIÓNINDUSTRIAL”, se caracterizo porque la potenciamecánica reemplaza a la física del trabajador
  5. 5. • SEGUNDA REVOLUCION INDUSTRIALA partir de la segunda mitad del siglo XX, lascomputadoras comenzaron a ofrecer; unapotencia computacional y los dispositivoselectrónicos de estado solido, desarrollado apartir del transistor permitieron la fabricaciónde dispositivos a un costo cada vez menor.
  6. 6. INDUSTRIAS DE MANUFACTURAEs la actividad económica que transforma una gran diversidad de materiasprimas en diferentes artículos para el consumo.Existen diferentes métodos para clasificar a las industrias básicas, los máscomunes son los siguientes: Sector primario: Son las que cultivan y explotan recursos naturales. (campo) Sector secundario: Son las que convierten las salidas de las industrias primarias en productos. (industria productiva) Sector terciario: Constituido por el sector de servicios. (servicios)
  7. 7. Se clasifica en nueve divisiones de actividad:
  8. 8. HERRAMIENTAS PARA EL DISEÑO YMANUFACTURA ASISTIDO POR COMPUTADORAEntre las herramientas para el diseño y manufacturapor computadora se encuentra: CAD/CAM proceso en el cual se utilizan los ordenadores o computadoras para mejorar lafabricación, desarrollo y diseño de los productos. Se aplican más rápido, con mayor precisión y amenor costo.Los sistemas de diseño asistido por ordenador (CAD, acrónimo de Computer Aided Design)pueden utilizarse para generar modelos con muchas características de un determinado productolas cuales podrían, ser el tamaño, el contorno y la forma de cada componente, almacenadoscomo dibujos bi y tridimensionales. Los sistemas CAD también permiten simular el funcionamiento de un producto.Cuando los sistemas CAD se conectan a equipos de fabricación también controlados porordenador conforman un sistema integrado CAD/CAM (CAM, acrónimo de Computer AidedManufacturing).Los equipos CAM conllevan la eliminación de los errores del operador y la reducción de los costesde mano de obra.
  9. 9. Los equipos CAM se basan en una serie de códigos numéricos, almacenados en archivosinformáticos, para controlar las tareas de fabricación.Las características de los sistemas CAD/CAM son aprovechadas por los diseñadores, ingenieros yfabricantes para adaptarlas a las necesidades específicas de sus situaciones. CIM: La manufactura CIM se define como el uso de la tecnología por medio de lascomputadoras para integrar las actividades de la empresa. La tecnología computacional incluyetodo el rango de hardware y de software ocupado en el ambiente CIM, incluyendo lo necesariopara las telecomunicaciones. MÁQUINAS CONTROLADAS NÚMERICAMENTE (NC): Grandes máquinas herramientas programadas, para producir partidas pequeñas o medianas de partes complicadas. Las maquinas NC; perforan, tornean, fresan muchas partes diferentes en distintas formas ó tamaños. ROBOTS INDUSTRIALES: El primer robots industrial, fue incorporado a la línea de producción de GM en 1961. MANEJO AUTOMATIZADO DE MATERIALES: Incluye los procedimientos de: ALMACENAR UN TRANSPORTAR EMPACAR PRODUCTOR
  10. 10. DESARROLLO DE ESPECIFICACIONES Cliente 1 Servicio al Diseño cliente conceptual 10 2 Diseño del Embarque producto 9 3 Base de datos común Control de Preparación la de la producción producción 8 4 Procesamie Planeación nto del proceso 7 5 Investigación y desarrollo del proceso 6
  11. 11. 2. DISEÑO CONCEPTUAL: Esta es la fase más creativa; el producto se diseña en bosquejos generales para cumplir su función o sea que muestren las partes y la relación, de una con otra.3. DISEÑO DEL PRODUCTO: El producto ya sea una herramienta, producto de construcción, automóvil etc, denota una lista de criterios:  Los diseñadores industriales se esfuerzan para crear un producto, atractivo y funcional que el cliente estará deseoso de comprar.  La mayor parte de los productos, se ensamblan partiendo de un numero de componentes; el diseño para ensamble (DPE)
  12. 12.  Los diseñadores y analistas mecánicos y eléctricos aseguran la funcionalidad, adecuada del equipo. La mayoría de las fases del diseño del producto, tiene lugar por medio de computadora; por medio del cual se hacen factibles cambios rápidos en el diseño, se puede examinar posible modos de falla y evaluar la confiabilidad de los sistemas y componentes. El producto debe servir al cliente con debida consideración a las capacidades y limitaciones, físicas de los operadores o consumidores, esto son el objeto de la ergonomía.
  13. 13.  Debe ser sencillo mantener, el producto y el desensamble sencillo. Al final de su vida, debe ser posible reutilizar o reciclar dicho producto. Diseño para manufactura (DPM). Todos los procesos de manufactura, están sujetos a variaciones, el diseño para la calidad (DPQ) conduce a elecciones del diseño y proceso que reducen la magnitud; de estas variaciones. El proceso de diseño revela, áreas donde se necesita investigación y desarrollo, conduce con frecuencia a ideas para productos.
  14. 14. 4. HACER O COMPRAR: Una vez que se diseña un producto, se preparan dibujos de producción (bases de datos computarizados) del ensamble y de todas las partes; que no sean componentes estandarizados y producidos en masa tales como: tornillos, remaches, clavijas etc. Se puede tomar decisiones sobre, que partes deben comprarse a proveedores y cuáles producir internamente.5. DISEÑO DEL PROCESO: Para los componentes, producidos internamente se lleva a cabo el diseño del proceso :
  15. 15.  El mejor proceso se selecciona, se optimiza la calidad y las propiedades del producto terminado, los procesos se miden a través de pruebas de laboratorio. Diseño de matrices, se eligen las herramientas. La information contenda en los dibujos se transforma en forma digital para el control númerico (CN) ó control numerico por computadora (CNC). Para el procesamiento y ensamble, se diseñan accesorios para sujetar pieza de trabajo en la posicion correcta; en relación con la maquina herramienta ó para mantener varias piezas de trabajo en la posicion adecuada una con la otra.
  16. 16.  Manufactura asistida por computadora (CAM), es la optimización y control del proceso, administración y movimiento de materiales (incluyendo líneas de transferencia, robots, etc.). Desarrollo de nuevos procesos y mejora a través de la investigación y desarrollo del proceso. Los modelos de los procesos se usan para explorar la influencia de los parámetros, del proceso dos aproximaciones son posibles: a. Modelado físico el proceso se conduce en una escala reducida o se usan materiales de simulación baratos y fáciles de trabajar. b. Modelado matemático se establecen ecuaciones que expresan la respuesta del proceso
  17. 17. a cambios en sus parámetros. El problema práctico es tan complejo, que solo peritos con gran experiencia pueden resolverlo. Al desarrollar y elegir procesos, se debe considerar y tomar en cuenta al ambiente debido al impacto (polución del aire y agua, ruido, vibración, etc) y en la salud de los operadores y demás personas.6. PRODUCCIÓN: Tiene lugar en el piso del taller, los pedidos del cliente se alimentan en el sistema: Se elige la configuración de la planta, para ajustarla a las características de producción. Monitoreo del proceso, para observar las características criticas, calidad, y verificar las
  18. 18. las dimensiones etc, de las piezas.Movimiento de materiales, función auxiliar más importante. Las materias primas herramientas, plantillas etc. deben estar disponibles a tiempo, antes se acostumbraba a tener grandes volúmenes de materiales de producción, para asegurar la continuidad de la misma; pero esto ha sido abandonado por la entrega justo a tiempo (JIT).Ensamble de piezas fabricadas y adquiridas es la fase final.Mantener un inventario actualizado, de las partes en proceso; combinado con inventarios de materiales y partes comprados para asegurar que no haya una escasez.
  19. 19. 7. RELACIONES CON EL CLIENTE: El contacto comienza con la entrega, del producto. Una parte importante son las guías del usuario y manuales de servicio bien escritos.
  20. 20. MATERIALES EN LA MANUFACTURALa mayor parte de los materiales se clasifican en una detres categorías básicas: 1. Metales a. Características químicas son diferentes . b. Propiedades mecánicas y físicas no se parecen, y 2. Cerámicos afectan los procesos de manufactura susceptible de emplearse para obtener productos de ellos 3. PolímerosAdemás de las tres, categorías, hay un cuarto 4.Compuestos- Mezclas no homogéneas de los otros trestipos. Compuestos METAL-CERÁMICOS Compuestos METAL-POLIMEROS METALES CERÁMICOS POLIMEROS Compuestos CERÁMICO-POLIMEROS
  21. 21. a. Metales Son aleaciones, Ferrosos Se basan en el hierro, el compuestos por grupo incluye acero y hierro dos ó más elementos. colado. Las aleaciones de hierro y carbono forman acero y hierro colado. El acero, aleación de hierro- carbono contiene 0.02%-2.11% de carbono. Las aplicaciones del acero incluyen la construcción (puentes, vigas,clavos), transporte (camiones, rieles y equipo rodante para vía férrea). El hierro colado, aleación de fierro y carbono 2%-4% se utiliza en el moldeado; sus aplicaciones incluyen bloques y cabezas para motores de combustión interna. No ferrosos Incluyen los demás elementos metálicos y sus aleaciones. Incluyen los metales puros y aleaciones de aluminio, cobre, oro, magnesio, níquel, plata, estaño, titanio, zinc etc.
  22. 22. b. Cerámicos Contienen elementos metálicos Se dividen en: (o semimetálicos) y no metálicos (oxigeno, a. Cerámicos cristalinos: Se nitrógeno, y carbono). Forman de distintos modos a partir de polvos que después se calientan (a una temperatura infererior del punto de fusión a fin de lograr la unión entre los polvos). Entre los productos cerámicos esta: La arcilla, alúmina y carburo de silicón, alúmina b. Cerámicos de vidrios: Se mezclan y se funden para después formarse, en procesos tales como el vidrio soplado tradicional. Para ambos, se requiere diferentes métodos de manufactura
  23. 23. c. Polímeros Consisten en carbono más Se dividen en: uno o mas elementos tales a. Polímeros Termoplásticos: Puede sujetarse como: hidrógeno, nitrógeno, a ciclos múltiples de calentamiento y oxígeno y cloro. enfriamiento, sin que se altere en forma sustancial. b. Polímeros Termoestables: Sufren una transformación química (curado) hacia una estructura rígida, después de haberse enfriado a partir de una condición plástica calentada; de ahí el nombre de “termoestables”. c. Elastómeros: Comportamiento muy elástico, incluyendo el caucho natural, neopreno, silicón y poliuretano.d. Compuestos Son mezclas de los otros tres tipos.
  24. 24. PROCESOS DE MANUFACTURA FUNDICIÓN, MOLDEA DO, ETC. PROCESOS DE FORMADO PROCESAMIENTO DE PARTÍCULAS PROCESOS DE DEFORMACIÓN OPERACIONES DE REMOCIÓN DE PROCESAMIENTO MATERIALES PROCESOS DE TRATAMIENTO MEJORA DE TÉRMICO PROPIEDADES LIMPIEZA Y TRATAMIENTO DE PROCESOS DE OPERACIONES DE SUPERFICIESMANUFACTURA PROCESAMIENTO DE SUPERFICIES RECUBRIMIENTO Y PROCESOS DE DEPOSICIÓN SOLDADURA AUTÓGENA PROCESOS DE UNIÓN SOLDADURA FUERTE Y PERMANENTE SOLDADURA BLANDA UNIÓN MEDIANTE OPERACIONES DE ADHESIVOS ENSAMBLAJE SUJETADORES ROSCADOS ENSAMBLE MECÁNICO MÉTODOS DE UNIÓN PERMANENTE
  25. 25. INTRODUCCIÓN PROCESOS DE MANUFACTURAUna operación de procesamiento utiliza energía, para modificarforma, propiedades físicas, apariencia de una pieza con el fin deagregar valor al material. Las formas de la energía incluyen mecánica,térmica, eléctrica y química.Un objetivo de la manufactura es, reducir el desperdicio en cualquierade sus formas.Se requiere más de una; operación de procesamiento paratransformar el material de inicio a su forma final b. COMO PROCESO ECONÓMICO a. COMO PROCESO TÉCNICO PROCESO DE MANUFACTURA Valor Material agregado $$ de Pieza $$$ procesada $ inicio PROCESO DE MANUFACTURA Material Material en Pieza Sobrantes y de proceso procesada desperdicios inicio
  26. 26. Material con el que se comienza es un, liquido calentado ó FUNDICIÓN semifluido que se enfría para formar la geometría de la pieza. MOLDEADO, ET Operan bajo el proceso de fundición ó moldeado. C PROCESO DE Materiales de inicio son polvos, metálicos ó cerámicos que se La mayor parte de los PARTÍCULAS forman y calientan con la geometría deseada; el proceso PROCESOS DE procesos de consiste en presionar y sinterizar. FORMADO formado, aplican calor ó fuerzas mecánicas ó PROCESO DE Material con el que se comienza, es un solido dúctil (metal, por lo combinación de ambas. DEFORMACIÓN común) que se deforma para crear la pieza. Incluyen operaciones tales como: forjado y extrusión. Material de inicio es un solido, (dúctil ó quebradizo), a partir del REMOCIÓN DE cual se retira material de modo que la pieza resultante tenga la MATERIAL geometría que se busca. Los procesos son las operaciones, de maquinado tales como: torneado, perforado y fresado; las cuales se aplican a metales sólidos. Otro proceso es el OPERACIONES DE rectificado PROCESAMIENTO Mejora las Incluyen varios procesos de recocido y templado de metales PROCESOS DE propiedades, mecánicas y TRATAMIENTO y vidrios. MEJORA DE físicas del material de TÉRMICO PROPIEDADES trabajo. No alteran la forma de la pieza.PROCESOS DE Incluye procesos químicos como mecánicos, para retirar deMANUFACTURA LIMPIEZA Y la superficie suciedad, aceite y otros contaminantes. Los Se ejecutan para TRATAMIENTOS OPERACIONES DE limpiar, tratar, recubrir tratamientos de superficies incluyen procesos físicos DE SUPERFICIES como difusión e implantación de iones. PROCESAMIENTO ó depositar material DE SUPERFICIE sobre la superficie RECUBRIMIENTO Los procesos comunes de recubrimiento, incluyen la exterior del trabajo. Y PROCESOS DE galvanoplastia y anodización del aluminio, el recubrimiento DEPOSICIÓN orgánico (pintado) y el barnizado. SOLDADURA AUTÓGENA PROCESOS DE SOLDADURA UNIÓN FUERTE Y BLANDA Unión de piezas. PERMANENTE UNIÓN MEDIANTE ADHESIVOS En el que dos ó más piezas se unen para formar una nueva. SUJETADORES ROSCADOS Los métodos de ensamblado mecánico, existen para sujetar dos ó OPERACIONES más partes en una pieza . DE ENSAMBLE Uso de tornillos, remaches, y otros sujetadores mecánicos . MÉTODOS DE Otras técnicas son los remaches, ajustes de presión y ENSAMBLE MECÁNICO UNIÓN ajustes de expansión. PERMANENTE
  27. 27. BENEFICIOS DE LA INFORMÁTICA EN LA INGENIERIA INDUSTRIAL.Entre los beneficios de la informática en la ingenieríaindustrial tenemos: Reducción de costo. Reducción de tiempo. Agilización en los procesos. Mayor producción.
  28. 28. APLICACIONES REALES DE LA INFORMÁTICA EN LA INGENIERÍA INDUSTRIAL.La ingeniería es el conjunto de conocimientos y técnicascientíficas aplicadas a la invención, perfeccionamiento yutilización de la técnica industrial en todas sus diversos aspectosincluyendo, la resolución u optimización de problemas que afectandirectamente a los seres humanos en su actividad cotidiana.Los ingenieros intentan probar si sus diseños logran sus objetivosantes de proceder a la producción en cadena. Para ello, empleanentre otras cosas prototipos, modelos a escala, simulaciones,pruebas destructivas y pruebas de fuerza. Las pruebas aseguranque los artefactos funcionarán como se había previsto.
  29. 29. Para realizar diseños estándar y fáciles, las computadoras tienenun papel importante aplicando los programas de diseño asistidopor ordenador (más conocido por CAD, Computer-Aided Design)con el cual se puede tener más información sobre los diseños).Los ingenieros deben tomar muy seriamente su responsabilidadprofesional para producir diseños que se desarrollen como estabaprevisto y no causen un daño inesperado a la gente en general.Normalmente se incluyen un factor de seguridad en sus diseñospara reducir el riesgo de fallos inesperados.
  30. 30. BibliografíaMikell P. Groover ( FUNDAMENTOS DE MANUFACTURA MODERNA) MCGRAW-HILL/INTERAMERICANA 2007 MEXICO ISBN-13:978-970-10-6240-1John A. Schey (PROCESOS DE MANUFACTURA) MCGRAW-HILL/INTERAMERICANA 2002MEXICO ISBN: 970-10-3573-9http://www.arqhys.com/construccion/cad-historia.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADahttp://cuentame.inegi.org.mx/economia/secundario/manufacturera/default.aspx?tema=Ehttp://www.aprendizaje.com.mx/Curso/Proceso1/Temario1_I.html CLASIFICACIÓN DE LA INDUSTRIA MANUFACTURERA

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