Optimización de Procesos Industriales: Fundamentos de la Automatización y Sistemas de Manufactura Flexible

Fundamentos de la Automatización Industrial

1. Definición de Automatización

La automatización es la tecnología utilizada para realizar procesos o procedimientos sin la ayuda directa de las personas.

2. Razones Clave para la Automatización

Existen múltiples beneficios al implementar la automatización en los procesos industriales. Las principales razones incluyen:

• Incrementar la productividad.
• Reducir los costos operativos.
• Mitigar los efectos de la escasez de mano de obra.
• Reducir o eliminar tareas manuales rutinarias.
• Mejorar la seguridad para los empleados.

3. Fases de la Estrategia de Automatización

La implementación de la automatización suele seguir un proceso evolutivo:

• Fase 1: Producción Manual
  • Uso de celdas de una estación operadas por personas de forma independiente.
  • Se adopta por razones de costo en herramientas y tiempo inicial.
• Fase 2: Producción Automatizada Independiente
  • Celdas de una estación automatizadas que operan de forma independiente.
  • Se implementa a medida que la demanda crece y la automatización se justifica para reducir el trabajo manual y aumentar la tasa de producción.
• Fase 3: Producción Integrada Automatizada
  • Sistemas multi-estación automatizada con operaciones en serie.
  • Incluye transporte automatizado de unidades de trabajo entre estaciones.

Sistemas de Manufactura Flexible (FMS)

6. ¿Qué es un FMS?

Un Sistema de Manufactura Flexible (FMS) es un sistema integrado por máquinas-herramienta enlazadas mediante un sistema de manejo de materiales automatizado. Estas máquinas son operadas automáticamente, utilizando tecnología convencional o, al menos, Control Numérico Computarizado (CNC).

7. Ejemplo de un FMS

Un ejemplo común de un sistema que puede operar bajo principios de FMS es una embotelladora.

8. Clasificación de FMS por Número de Máquinas

La clasificación de los FMS según la cantidad de máquinas es la siguiente:

• Celda de máquina sencilla: 1 máquina.
• Celda de manufactura flexible: 2-3 máquinas.
• Sistema de manufactura flexible (FMS): 4 o más máquinas.

9. Componentes de un FMS

Los componentes esenciales de un Sistema de Manufactura Flexible son:

• Estaciones de trabajo (máquinas-herramienta).
• Sistema de almacenamiento y manejo de materiales.
• Sistemas de control computarizado.
• Recursos humanos (operadores, supervisores, ingenieros).

10. Configuraciones del Layout de FMS

Las configuraciones comunes del layout de un FMS incluyen:

• Distribución en línea.
• Distribución circular.
• Distribución tipo escalera.

11. Aplicaciones de un FMS

Existen diversas aplicaciones para los FMS, entre ellas:

• Sistemas con prensas de laminado.
• Producción de componentes mecánicos complejos.
• Ensamblaje automatizado.

Sistemas de Manufactura Automatizados

12. Definición de Sistemas de Manufactura Automatizados

Los Sistemas de Manufactura Automatizados se utilizan para la producción masiva de partes que requieren múltiples operaciones. Cada operación se realiza en una estación de trabajo específica, y estas estaciones están integradas por un sistema de transporte que las comunica, formando una cadena de producción automatizada.

13. Configuraciones de un Sistema de Manufactura Automatizado

Las configuraciones típicas de estos sistemas son:

• En línea: Las estaciones de trabajo están dispuestas en una línea recta.
• En línea dividida en Segmentos: Consiste en dos o más secciones de configuraciones en línea para facilitar la transferencia de materiales.
• Rotacional: Las estaciones de trabajo están colocadas en forma circular.