Introducción a los procesos de manufactura

INTRODUCCION Tras la apertura económica a finales del siglo pasado, el mundo se encuentra cada día más integrado y comunicado, y la vida humana se basa cada vez más en las tecnologías digitales. En los últimos años, el vertiginoso crecimiento de las Tecnologías de Información y Comunicaciones ha cambiado el significado de la competitividad. Las empresas no son las únicas responsables de esta transformación, sino también la sociedad.

Hoy en día la industria necesita adaptarse a las nuevas tecnologías emergentes que le permita simplificar, optimizar y elevar la calidad de los procesos de diseño y manufactura. Esto significa que es propicio el ambiente para la utilización de sistemas de diseño y manufactura asistidos por computadora CAD/CAM. Para tal efecto, se hace necesario implementar centros de formación profesional que se encuentren a la par del avance tecnológico para transmitir el suficiente conocimiento sobre sistemas de esta naturaleza.

OBJETIVOS

1. Analizar y profundizar en las diferentes tem谩ticas de los procesos de manufactura.

2. Conceptualizar las definiciones y aplicaciones de todos los elementos que conforman los procesos de manufactura estudiados en la primera unidad del curso.

3. Sentir la importancia que tiene el curso de procesos de manufactura dentro de nuestra formaci贸n como ingenieros industriales.

UNIDAD 1: INTRODUCCIÓN A LOS PROCESOS DE MANUFACTURA. 1. Revisión documental: Investigar, en las referencias bibliográficas requeridas y complementarias, siguientes temas:

los

 Competividad: Entendemos por competividad a la capacidad de una empresa del orden pública o privada, con ánimo de lucro o sin amino de lucro donde mantienen sistemáticamente ventajas que permiten alcanzar, sostener y mejorar una posición dentro del entorno socioeconómico actual.

Es un término muy utilizado en los medios empresariales, políticos y económicos en general.

La competitividad es incidente en la forma de plantear y desarrollar las iniciativas de negocio, es decir evoluciona el esquema de empresa y empresario. El mundo actual vive un proceso de cambio acelerado y de competitividad, donde genera un enfoque sustancial en la gestión organizacional de las empresas. Esto conlleva a que las empresas eleven sus índices de productividad, logrando una mayor eficiencia y un buen servicio de calidad.  Diseño y manufactura ambiental con conciencia social: En la actualidad la industria ha tomado ejes temáticos dentro del marco organizacional a raíz del uso de las tecnologías limpias; además dentro de las organizaciones bien sean públicas o privadas se implementan el programas de gestión ambiental donde se establecen líneas que se ejecutan a diario, estas líneas se transforman en políticas que a corto y mediano plazo se engranan con todos los departamentos de la misma; dentro de estas tenemos la reutilización, el reciclaje y el tratamiento y disposición de los residuos sólidos y líquidos de acuerdo a su origen.

 Manufactura de clase mundial: La manufactura de clase mundial no solo supone el mejoramiento de la calidad de los productos si no que completa la reestructuración de la organización o empresa y las relaciones existentes entre gerentes y empleados y los procesos de producción. La manufactura de clase mundial la conocemos con las sigla WCM, donde centra sus objetivos en una gerencia mixta, es decir de arriba hacia abajo y viceversa.

A demás los empleados juegan un papel importantísimo, sus responsabilidades cambian a comparación de un sistema tradicional de manufactura. Los estadounidenses a través de HEWLETT-PACKEARD son pioneros en implementar JIT, elemento fundamental de la manufactura de clase mundial.  Manufactura esbelta: Manufactura Esbelta son varias herramientas que le ayudará a eliminar todas las operaciones que no le agregan valor al producto, servicio y a los procesos, aumentando el valor de cada actividad realizada y eliminando lo que no se requiere.

Reducir desperdicios y mejorar las operaciones, basándose siempre en el respeto al trabajador.

Los principales objetivos de la Manufactura Esbelta es implantar una filosofía de Mejora Continua que le permita a las compañías reducir sus costos, mejorar los procesos y eliminar los desperdicios para aumentar la satisfacción de los clientes y mantener el margen de utilidad.

Manufactura Esbelta proporciona a las compañías herramientas para sobrevivir en un mercado global que exige calidad más alta, entrega más rápida a más bajo precio y en la cantidad requerida.  Estandarización de operaciones: La gestión estratégica de las empresas en un entorno cada día más competitivo, incierto y global, tiene hoy más que nunca, vital importancia. Mejorar la eficiencia, incrementar el prestigio y diferenciarse de los competidores. El no contar con procesos estandarizados, conlleva a las empresas a incurrir en problemas como: Fallas en la programación Falta de insumos o insumos fuera de especificación Indefinición de los procesos Falta de planificación Sobrecostos por reproceso o compras innecesarias Poco o nulo mejoramiento del sistema de gestión Insatisfacción del cliente y pérdida de mercado Desperfectos en los equipos Errores en el servicio

 Automatización de los procesos de manufactura: La automatización libera la ser humano no solo del trabajo físico sino que también cada vez en gran medida de la actividad intelectual. La producción automatizada desplaza el trabajo humano hacia tareas de supervisión y de decisión.

LA automatización es la ejecución automática y coordinada de las tareas necesarias para operar un proceso en forma óptima, donde ajusta el desempeño a los lineamientos establecidos por organismos de dirección; la automatización se aplica desde el trabajo manual hasta los sistemas CIM.

 Manufactura integrada por computador (CIM): Es un método de manufactura en el cual el proceso entero de producción es controlado por una computadora, típicamente depende de procesos de control de lazo cerrado, basado en entradas en tiempo real desde sensores. A continuación se observa un esquema de un CIM.

2. Identificación de aspectos claves: Identificar qué aspectos hay que tener en cuenta para que un proceso de manufactura y/o producto sean competitivos dentro del mercado globalizado actual.

La economía actual caracterizada por la globalización exige a las empresas sean grandes o pequeñas un mayor grado de competitividad en calidad y reducción de costos debido al amplio número de compañías que disputan el mercado, situación que para el caso de los procesos de manufactura precisa enfocar los procedimientos y recurrir a nuevas tendencias como la llamada ingeniería simultanea cuya meta básica es reducir no solo los costos en el diseño y fabricación del producto sino también el tiempo de proceso para lograr su lanzamiento al mercado.

De acuerdo a lo anterior, los aspectos necesarios deberían ser: 1. El diseño del producto: Un proceso de manufactura inicia aquí, y está constituido por un conjunto de actividades que deben realizarse con el objeto de conocer la necesidad de consumo del cliente y con ello determinar los atributos, especificaciones y condiciones que requiere el producto para ser aceptado en el mercado.

Dentro de este proceso es posible destacar principalmente cuatro fases así: - Concepción del producto: cuando se prepara el proyecto con las especificaciones.

- Aceptación: Es la fase en la que es preciso preparar modelos que permitan estudiar factores como fuerzas, esfuerzos, deflexiones,… por medio de bocetos, cálculos matemáticos, maquetas, pruebas de laboratorio en donde se demuestre que las especificaciones solicitadas se pueden lograr.

En este punto cabe destacar que actualmente es fácil simplificar esta etapa mediante el uso del diseño asistido por computadora –CAD- en donde es posible conceptualizar objetos sin tener que realizar modelos o prototipos costosos.

A sí mismo, utilizando la ingeniería asistida por computador –CAE- es posible analizar y probar con mayor precisión el desempeño de estructuras sujetas a cargas estáticas y a temperaturas variables.

- Ejecución: implica preparar modelos a partir del trabajo realizado en la aceptación. Es decir, que a partir de haber utilizado las diferentes técnicas asistidas por computador, se requiere fabricar un prototipo o modelo que funcione y que incluya un bajo costo. En esta etapa y acorde al modelo económico y tecnológico actual, un desarrollo reciente son los llamados prototipados rápidos, en donde también mediante técnicas de CAD y técnicas de manufactura es posible producir prototipos de manera rápida y a bajo costo un modelo solido de una determinada pieza.

Durante este proceso puede darse que resulte necesario efectuar modificaciones en el diseño, materiales o métodos de producción originales.

- Adecuación: aquí el proyecto debe integrarse a la organización y ajustarse a las especificaciones definitivas. Incluye seleccionara los procesos apropiados, los métodos de manufactura, los equipos, las herramientas,…

2. El ensamblaje: Es una parte importante de la operación general de manufactura y es preciso considerar la facilidad y la velocidad con las que puede efectuarse, así como el costo de las piezas. Asimismo, muchos productos deben diseñarse de manera que sea posible su desensamblaje, a fin de permitir que se desarme el producto para su mantenimiento, servicio o para el reciclaje de sus componentes.

Dado que las operaciones de ensamblaje pueden contribuir notablemente al costo del producto, el diseño para el ensamblaje (DFA), así como el diseño para el desensamblaje, se reconocen ahora como aspectos importantes de la manufactura.

Comúnmente, un producto que es fácil de ensamblar también será fácil de desensamblar. La tendencia actual es combinar el diseño para la manufactura y el diseño para en ensamblaje en un diseño más completo para la manufactura y el ensamblaje (DFMA), que reconoce la relación inherente entre la manufactura de los componentes y su ensamblaje en un producto final.

3. Selección de materiales: Principalmente en este punto al seleccionar los materiales para los productos, debe considerarse: Las propiedades de los materiales: - Sus propiedades mecánicas tales como: resistencia, tenacidad, ductilidad, dureza, elasticidad, fatiga y fluencia. Estas propiedades deben valorarse considerando las condiciones específicas en las que el producto deberá funcionar.

- Sus propiedades físicas: calor específico, dilatación y conductividad térmica, punto de fusión y propiedades eléctricas y magnéticas.

- Las propiedades químicas también desempeñan un papel significativo, tanto en entornos hostiles como normales. La oxidación, la corrosión, la degradación general de las propiedades, toxicidad e inflamabilidad están entre los factores que deben considerarse.

- Las propiedades de manufactura de los materiales determinan si pueden ser fundidos, formados, maquinados, soldados o sujetos a tratamiento térmico con relativa facilidad.

Costo y disponibilidad: Si no hay disponibles materias primas procesadas o componentes manufacturados en la forma, dimensión y calidad deseadas, se hará necesario recurrir a sustitutos y/o al procesamiento adicional; éstos pueden contribuir de manera significativa al costo del producto. A menudo, un diseño de producto se puede modificar para aprovechar las dimensiones estándar de las materias primas, y por tanto evitar los costos de manufactura adicionales.

En la disponibilidad de las materias primas hay que considerar especialmente la fiabilidad de su suministro.

4. Selección de los procesos de manufactura: En este punto es importante decir que en la actualidad, los principales procesos de manufactura son: - Fundición: de molde desechable y de molde permanente.

- Formado y conformado: laminación, forja, extrusión, estirado, formado de lámina, pulvimetalurgia y moldeo.

- Maquinado: torneado, taladrado, barrenado, fresado, cepillado, brochado y esmerilado, maquinado ultrasónico, maquinado eléctrico, electroquímico, y maquinado de haz de alta energía.

- Unión: soldadura con y sin aporte de material, soldadura blanda, unión por difusión, unión adhesiva, y unión mecánica.

- Acabado: asentado, lapeado, pulido, bruñido, desbarbado, tratamiento superficial, recubrimiento y depósito.

Las operaciones de acabado pueden contribuir de forma significativa al costo de un producto. En consecuencia, la tendencia ha sido pasar de la manufactura de la forma neta o cercana a la forma terminada, en la cual la pieza se fabrica en la primera operación, tan cerca de las dimensiones, tolerancias, acabado superficial y especificaciones finales deseadas como sea posible.

Es importante destacar también que las metas principales de la automatización en instalaciones de manufactura es integrar diversas operaciones de forma que se mejore la productividad, se incremente la calidad y la uniformidad del producto, se minimicen los tiempos del ciclo y se reduzcan los costes de mano de obra.

5. Garantía de la calidad: La calidad es una característica o propiedad formada por varias consideraciones técnicas y estéticas bien definidas. De manera tradicional, la garantía de la calidad se ha obtenido al inspeccionar las piezas después de su manufactura. Éstas son inspeccionadas para asegurarse de que se ajustan a las especificaciones y normas de dimensiones, acabado superficial y propiedades mecánicas y físicas.

Sin embargo, la calidad no puede ser inspeccionada en una unidad del producto una vez que éste ha sido fabricado. La práctica de inspeccionar productos una vez fabricados ha sido reemplazada rápidamente por una visión, más amplia, que considera que la calidad debe estar incorporada en el producto desde la etapa de diseño y a través de todas las etapas subsiguientes de manufactura y ensamblaje.

El objetivo pasa a ser el control de los procesos, puesto que éstos constituyen un factor crítico en la calidad de los productos.

CONSTRUCCIÓN PRODUCTO GRUPAL

1. Relacionar en un cuadro las nuevas tendencias y manufactura con su respectiva descripción.

tecnologías en

A través del tiempo hemos visto los grandes avances de la tecnología en el área de los procesos de manufactura, especialmente en la utilización de computadoras, permitiendo automatizar las tareas en los procesos producción; dichos procesos se remontan a la década de los cincuenta con la invención de las maquinas con control numérico, que en otras palabras tienen la capacidad de programar la operación y el movimiento de las herramientas.

Las tendencias las podemos definir como herramientas administrativas que tienen orígenes ingleses de ahí que sus siglas. A continuación enuncio las diferentes tendencias y tecnologías dentro de los procesos de manufactura.

TENDENCIAS Y TECNOLOGÍAS CAD (Computer Aided Desing)(Diseño Apoyado en Computadoras).

CAM (Computer Aided Manufacturing)(manufactura apoyada en computadores)

FMS (flexible Manufacturing system)

CIM ( Computer Integrated Manufacturing)

Sistemas Visuales

Sistemas automáticos de identificación

ROBOT

Control numérico

Manufactura celular

DESCRIPCIÓN Son paquetes de graficacion por computador que permiten analizar el diseño de un producto o servicio; tiene objeto verificar la calidad como requerir materiales o procesos.

Es el control computarizado de los procesos de manufactura.

Es un sistema de manufactura que puede realizar varios procesos simultáneamente. Está constituido por máquinas de control numérico unidas por dispositivos de transporte o robot.

Aquí se integran (CAD, CAM y FMS) permite integrar todos los procesos productivo (diseño, manufactura y administración).

Sensores ópticos capaces de reconocer imagines, usados para controlar empaques y envió, así como la calidad de algunos procesos.

Permite capturar automáticamente datos utilizando un sistema de identificación, los más comunes son los códigos de barras, reconocimiento de voz.

Es la forma más avanzada dentro de los procesos de manufactura debido a que son brazos mecánicos con alta flexibilidad de movimiento.

Herramienta basada en instrucciones numéricas que son interpretados por una computadora y dirigidos a la herramienta para control de su movimiento.

Para desarrollar un sistema de manufactura celular, se determinan familias de componentes o productos que tienen características similares y para cada familia se diseña un taller

Diseño Modular

Es una tendencia en el diseño de nuevos productos o servicios, que persigue generar productos a pedido del cliente, aprovechando al mismo tiempo las ventajas de la producción estandarizada, que da lugar a la producción en masa.

2. Argumentar como las nuevas tendencias y tecnologías en manufactura descritas impactan la competitividad de las empresas.

El desarrollo económico e industrial a nivel global ha sufrido un grandes avances en lo que respecta a la industrialización lo que ha llevado a que las organizaciones o empresas sean competitivas entre sí, generando productos o servicios de calidad, por eso es que las nuevas tendencias si generan ese impacto de manera que la productividad es más eficiente y hacen que se reduzcan los costos. La tecnología por su parte hace su aporte debido a que una organización u empresa que invierte en tecnología en un momento se convierte en exportadora de sus productos o servicios que ofrece.

CONCLUSIONES

1. Se conceptualizó las definiciones y aplicaciones de todos los sistemas que conforman los procesos de manufactura estudiados en la primera unidad del curso.

2. Se revisaron todos los link recomendados a fin de justificar cada uno de los aportes en el foro para la construcción del trabajo colaborativo.

3. Se dio cumplimiento a lo estipulado en la guía del trabajo.

4. Se argumentó desde la perspectiva personal en lo referente a las nuevas tendencias y tecnología en los procesos de manufactura.

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