Computer integrated manufacturing CIM

Computer integrated
manufacturing
CIM
José Antonio Velásquez Costa*
Resumen: CIM es un término que significa fabricación integrada por
computadora y está relacionado con la Automatización. CIM se
fundamenta en determinadas bases teóricas que han sido empleadas en
el sector industrial. Este artículo menciona y define los principales
términos sobre los cuales se fundamenta un CIM.
Introducción
La Manufactura Integrada por Computadora (CIM),
acrónimo de Computer Integrated Manufacturing es una
Abstr act : CIM i s a t erm t hat mea ns Compu ter Integr at ed
Manufacturing and its related with Automation. CIM is based on certain
theoretical bases that have been employed in the industrial sector. This
article mentions and defines the main terms on which a CIM is
based.
filosofía y estrategia de producción, caracterizada por integrar
toda la información de las distintas áreas de una empresa
a través de sistemas informáticos y la utilización de
equipos electrónicos para el control, supervisión y gestión
de los procesos.
C o m p ut er Int egr at e d M an uf act ur ing ( C I M) h a
sido acuñado para denotar el uso de las computadoras en el
diseño de los productos, el planeamiento de la producción,
control de operaciones y asegurar el cumplimiento de todas
las funciones del negocio requeridas en una fábrica.
CIM incluye todas las actividades que se realizan para la
fabricación de un producto, desde la percepción de la necesidad,
la concepción, el diseño y su desarrollo, pasando por su
producción, marketing y soporte del producto en uso.
Además está ligado a la Automatización que es la utilización
de técnicas y equipos para gobernar un proceso industrial en
forma óptima y de manera automática.
Antes que apareciera el término CIM, en las fábricas se
manejaban otros como control numérico (NC), control
numérico
computarizado
(CNC),
control
numérico
distribuido (DNC), planeamiento de los requerimientos de
materiales
(MRP),
planeamiento
de
los
recursos
de
manufactura (MRP II), diseño asistido por computadora
(CAD), manufactura asistida por computadora (CAM),
diseño
y
manufactura
asistida
por
computadora
(CAD/CAM), ingeniería asistida por computadora (CAE),
etc. CIM se estructura sobre los cimientos de estas tecnologías
y se explicará lo que significa cada uno de estos términos.
Control Numérico (NC)
Es una forma de automatización programable en la
cual, en base a una serie de instrucciones codificadas
• Jefe del Laboratorio CIM -Universidad Ricardo Palma.
Lima - Perú
( p r o gr a m a), s e g o b i er n a n t o d a s l a s a c c i on e s d e u n a
máquina o mecanismo haciendo que é ste desarr olle una
secuencia de oper aciones y mov imient os pr ev iame nt e
e s t a b le c i d o s p o r el p r o gr a m a d or . Es a p r o p i a d o p a r a
volúmenes de producción bajos o medios, es más fácil escribir
nuevos programas que realizar cambios en los equipos de
mecanizado.
El pr ogr ama de instr ucciones const a de una serie de
sentencias ejecutadas paso a paso que directamente dirigen el
equipo de mecanizado. El programa se escribe en un lenguaje
especial (código).
Control Numérico Computarizado
Distribuido (DNC)
Se refiere al modo de operación en la cual
múltiples m á q u i n a s d e C N C y o t r o s e q u i p o s d e
p r o d u c c i ó n (máquinas de medición, robots, etc.) son
conectados a una computadora.
La transmisión directa de datos elimina el medio de
almacenamiento usado tradicionalmente como disquetes.
La característica esencial de un sistema DNC es la
administración
Control Numérico
Computarizado (CNC)
Se refiere al control numérico de máquinas, generalmente
máquinas de herramientas. Normalmente este tipo de control se
ejerce a través de un computador y la máquina está diseñada con
la finalidad de obedecer las instrucciones de un programa dado.
Además, la computadora puede analizar la precisión con que
están programadas las piezas a fabricar y si existe la posibilidad
de reprogramarla antes de poner la máquina en marcha.
múltiples
y
control
máquinas
computadora
de
de
DNC,
puede
información
en
la
ll eg ar
a
para
cual,
la
asumir
responsabilidad sobre funciones del CNC.
Ant er ior ment e,
los
C NC
t enían
p oc a
capa cida d d e memoria, y transmitirían información
bloque por bloque en tiempo real. Ahora los controles
de CNC modernos ya no tienen una dependencia
crítica de la computadora del DNC, pueden trabajar
independientemente una vez almacenado el programa en
su computadora.
La decisión sobre cuando es necesario utilizar un CNC,
Diseño Asistido por Computadora
(CAD)
muchas veces, se resuelve en base a un análisis de producción y
rentabilidad. Sin embargo, en países coma el nuestro,
existe un factor inercial que impide a los empresarios realizar el
salt o t ecnológic o y a medid a que se m ot iv en sur gir án
Puede ser definido como la actividad que involucra el
múltiples alt ernat iv as financier as y de pr oducción que
use efectivo de la computadora para crear, modificar o
contribuirán a mejorar el aspecto de rentabilidad de este tipo de
documentar
inversión.
comúnmente asociado con el uso interactivo de un
un
diseño
de
ingeniería.
CAD
es
sistema gráfico computacional llamado sistema CAD
La tecnología CNC se emplea cuando: se tienen altos
volúmenes de producción, la frecuencia de producción de un
El
CAD
proporciona
gráficos
interactivos
de
mismo artículo no es muy alta, el grado de complejidad d e
apoyo al d is eñ o de pr o d u ct os y c o m p on ent e s,
los
her r am ie nt a s
artícul os
pr oduci dos
es
elev ado,
se
reali zan
y
especificaciones. Un diseñador,
cambios en un artículo a fin de darle actualidad o brindar
con una pantalla de alta resolución, puede generar
una var iedad de modelos, es necesario un alt o grado de
diferentes vistas de los ensambles y componentes,
precisión.
obtener gráficos en tres dimensiones, gráficos de corte
por secciones, ampliar zonas concretas, rotarlas, etc.
Estos diseños gráficos permiten a los ingenieros de
fabricación, proveedores y clientes, formarse una idea de
cómo va a ser el producto y facilitan, por tanto, el aporte
de sugerencias con anterioridad
a
ser fabricado.
También contribuye a que el producto pueda ingresar
rápidamente al mercado, ayudando además, a sacar a
luz pr oblemas que, de otr o modo, no aparecerían
hasta después de lanzado.
Fabricación Asistida por Computadora
(CAM)
Implica el uso de computadoras para ayudar en
Fresadora CNC
todas las f ases de la manuf act ur a de un pr oduct o,
incluyendo
pr o d uc ci ón ,
la
planeac ión
del
m aq uin ad o,
administración y control de calidad.
pr oc es o
y
la
calendarización,
Se tr at a básicament e de sist emas que cont r olan las
operaciones de las maquinas herramientas en una planta
industrial, éstas pueden desarrollar varias operaciones, por lo que
rendimiento de las distintas modificaciones. El CAE
permite simular la reacción
diferentes fuerzas y tensiones.
de
una
pieza
ante
se les suministran instrucciones desde una computadora en
relación a los procedimientos que deberán llevar a cabo para
Planeación de los Requerimientos de
Materiales (MRP)
obtener los distintos tipos de artículos.
Ent r e los benef icio s de la aplica ción del C AM s e
El
encuentran; la posibilidad de utilizar casi por completo la
princi pal
obj etiv o
de
un
MRP
es
mayor fiabilidad de las máquinas frente a la variabilidad
d e t e r m i n a r los requerimientos de componentes y
humana, la mayor consistencia entre los distint os items
materia prima, para ello, el MRP requiere de 3
fabricados y el ahorro de tiempo provocado por la menor
insumos: programa maestro de producción, registros
necesidad de tiempo de operarios.
del estado del inventario y lista de materiales.
Diseño y Fabricación Asistido por
Computadora (CAD/CAM)
Cuando
CAD
y
CAM
son
com bin ados
en
un
paquete informático integrado, se alude a ellos con el acrónimo
CAD/CAM. Este sistema integrado permite la consecución de
un vínculo entre las computadoras, posibilita que todas las
funciones a desempeñar estén alimentadas por una base de
Ent r e l o s b en ef i ci o s d e un c or r e ct o u s o d el
MR P e s t á n u n m a y o r s e r v i c i o y s a t i s f a c c i ó n
del
cliente,
instalaciones
planea ción
mayor
y
y
la
utilización
mano
de
programa ción
de
obra,
del
las
mejor
inv entario,
respuesta más rápida a los cambios del mercado y los
turnos, niveles de inventario reducidos sin disminuir
el servicio al cliente.
datos común que contiene planos, listas de materiales, hojas
Planeación de los Requerimientos de
Materiales II (MRP II)
de ruta y algún otro dato necesario. El rendimiento de la
fabricación puede ser mejorado si, al diseñar un determinado
artíc ul o, se tie nen en c uent a al m is mo ti em po las
características del proceso de producción o sus fases, las
El MRP había incluido ya las limitaciones de
capacidades de las máquinas, los cambios de herramientas, las
capacidad del centr o de tr abajo, así que er a
necesidades de ajustes de soporte, el montaje, etc. Tanto la
obv io
ingeniera de diseño y la de fabricación se basan en la definición de
requerimient o de mat eriales" ya no er a adecuado
los componentes tal como se ha concebido en el diseño; sin
para describir el sistema expandido.
embargo,
existen
algunas
diferencias
en
los
que
el
término
"planeación
de
enfoques
seguidos por cada tipo de ingeniería, es especialmente
La
Planeación
de
los
Requerimientos
de
impor t ant e analizar la inf or mación int egr alment e, los
Materiales II (MRP II) tiene aplicaciones importantes
pr oduct os de éxit o deben tener diseños que puedan ser
más
fabricados de forma económica.
administración del inventar io. Es una técnica
allá
de
la
extremadamente
pr ogr amación
poderosa.
Una
y
vez
de
que
la
una
La introducción de l os sistemas CAD/ CAM han
empresa tiene el MRP instalado correctamente, los
permitido a las empresas que lo emplean tengan la capacidad
datos del invent ario se pueden enriquecer con las
de fabricar sus artículos/partes con una excelente calidad al
hor as
primer intento.
mat er iales, cost o d el capit al o prácticamente por
de
mano
de
obr a,
cost os
de
los
cualquier variable que sea recurso. Cuando el MRP es
Ingeniería Asistida por Computador (CAE)
utilizado de esta manera generalmente se le refiere
como MRP II, y el término recurso sustituye al término
requerimientos.
La modernización de elementos finitos (finite — element
modelling) es otra tecnología que puede acelerar el ciclo de
desarrollo de los productos. Se trata de una técnica de simulación
que permite a los ingenieros comprobar ciertas características
físicas de un objeto a través de la computadora, evitando, de
este modo, incurrir en los costes y retrasos de la construcción y
prueba de prototipos. El objeto se describe mediante una
colección de pequeños elementos finitos que han de unirse. La
presión y deformación que caracterizan a cada elemento se
describen mediante ecuaciones, cuya solución simultánea sirve
para determinar el comportamiento de la estructura conjunta.
El diseñ o pue de ser r ev isad o, es p osible r ecalc ula r el
Referencias bibliográficas
Chase, Aquilino, Jacobs; Administración de Producción y
Operaciones.
Groover, Mikell; Automation, Production Systems, and
Computer Integrated Manufacturing;
Render, Heizer; Administración de Operaciones.
Sipper, Bulfin; Planeación y Control de la Producción.
Teicholz, Orr; Computer Integrated Manufacturing
Handbook. Walker, Jack; Handbook of
Manufacturing Engineering.