La fabricación integrada por computadora ( CIM ) es el enfoque de fabricación que utiliza computadoras para controlar todo el proceso de producción . [1] [2] Esta integración permite que los procesos individuales intercambien información con cada parte. La fabricación puede ser más rápida y menos propensa a errores mediante la integración de computadoras. Normalmente, CIM se basa en procesos de control de circuito cerrado basados en la entrada en tiempo real de los sensores. También se conoce como diseño y fabricación flexibles . [3]
Descripción general
- La fabricación integrada por computadora se utiliza en las industrias de la automoción , la aviación , el espacio y la construcción naval . [4]
- El término "fabricación integrada por computadora" es tanto un método de fabricación como el nombre de un sistema automatizado por computadora en el que se organizan las funciones individuales de ingeniería, producción, comercialización y apoyo de una empresa de fabricación .
- En un sistema CIM, áreas funcionales como diseño , análisis, planificación , compras , contabilidad de costos , control de inventarios y distribución se vinculan a través de la computadora con funciones de planta como manejo y gestión de materiales , proporcionando control directo y seguimiento de toda la operación.
CIM es un ejemplo de aplicación de las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) en el proceso de fabricación.
CIM es un ejemplo de la implementación de tecnologías de la información y la comunicación (TIC) en la manufactura.
CIM implica que hay al menos dos computadoras intercambiando información, por ejemplo, el controlador de un brazo robot y un microcontrolador.
CIM es más útil cuando se utiliza un alto nivel de TIC en la empresa o instalación, como los sistemas CAD / CAM , y la disponibilidad de la planificación de procesos y sus datos.
Historia
La idea de "fabricación digital" se hizo prominente a principios de la década de 1970, con el lanzamiento del libro del Dr. Joseph Harrington, Computer Integrated Manufacturing. [5] Sin embargo, no fue hasta 1984 cuando la fabricación integrada por computadora comenzó a ser desarrollada y promovida por los fabricantes de máquinas herramienta y la Asociación de Computadoras y Sistemas Automatizados y la Sociedad de Ingenieros de Manufactura (CASA / SME).
- " CIM es la integración de la empresa de fabricación total mediante el uso de sistemas integrados y comunicación de datos junto con nuevas filosofías de gestión que mejoran la eficiencia organizativa y del personal ". ERHUM
- En una investigación bibliográfica se demostró que se publicaron 37 conceptos diferentes de CIM, la mayoría de ellos de Alemania y Estados Unidos. En una cronología de las 37 publicaciones se puede ver cómo se desarrolló el concepto CIM a lo largo del tiempo. También es bastante notable lo diferentes que son los conceptos de todas las publicaciones. [6]
Temas
Desafíos clave
Hay tres desafíos principales para el desarrollo de un sistema de fabricación integrado por computadora que funcione sin problemas:
- Integración de componentes de diferentes proveedores: Cuando diferentes máquinas, como CNC, transportadores y robots, utilizan diferentes protocolos de comunicación (en el caso de los AGV , incluso diferentes períodos de tiempo para cargar las baterías) pueden causar problemas.
- Integridad de los datos : cuanto mayor sea el grado de automatización, más crítica es la integridad de los datos utilizados para controlar las máquinas. Si bien el sistema CIM ahorra trabajo de operación de las máquinas, requiere trabajo humano adicional para garantizar que existan las salvaguardas adecuadas para las señales de datos que se utilizan para controlar las máquinas.
- Control de proceso : Las computadoras pueden usarse para ayudar a los operadores humanos de la planta de fabricación, pero siempre debe haber un ingeniero competente disponible para manejar circunstancias que no pudieron ser previstas por los diseñadores del software de control.
Subsistemas
Un sistema de fabricación integrado por computadora no es lo mismo que una "fábrica sin luces" , que funcionaría con total independencia de la intervención humana, aunque es un gran paso en esa dirección. Parte del sistema implica una fabricación flexible , donde la fábrica se puede modificar rápidamente para producir diferentes productos, o donde el volumen de productos se puede cambiar rápidamente con la ayuda de computadoras. Algunos o todos los subsistemas siguientes pueden encontrarse en una operación CIM:
Técnicas asistidas por computadora:
- CAD ( diseño asistido por computadora )
- CAE ( ingeniería asistida por computadora )
- CAM ( fabricación asistida por ordenador )
- CAPP ( planificación de procesos asistida por computadora )
- CAQ ( garantía de calidad asistida por computadora )
- PPC ( planificación y control de la producción )
- ERP ( planificación de recursos empresariales )
- Un sistema empresarial integrado por una base de datos común.
Dispositivos y equipos necesarios:
- CNC , máquinas herramienta controladas numéricamente por computadora
- DNC , Máquinas herramienta de control numérico directo
- PLC , controladores lógicos programables
- Robótica
- Ordenadores
- Software
- Controladores
- Redes
- Interfaz
- Equipo de vigilancia
Tecnologías:
- FMS, ( sistema de fabricación flexible )
- ASRS, sistema automatizado de almacenamiento y recuperación
- AGV, vehículo guiado automatizado
- Robótica
- Sistemas de transporte automatizados
Otros:
- Manufactura esbelta
CIMOSA
CIMOSA (Computer Integrated Manufacturing Open System Architecture), es una propuesta europea de la década de 1990 para una arquitectura de sistemas abiertos para CIM desarrollada por el Consorcio AMICE como una serie de proyectos ESPRIT . [8] [9] El objetivo de CIMOSA era "ayudar a las empresas a gestionar el cambio e integrar sus instalaciones y operaciones para hacer frente a la competencia mundial. Proporciona un marco arquitectónico coherente para el modelado empresarial y la integración empresarial como se requiere en entornos CIM". [10]
CIMOSA proporciona una solución para la integración empresarial con cuatro tipos de productos: [11]
- El marco de trabajo de modelado empresarial de CIMOSA, que proporciona una arquitectura de referencia para la arquitectura empresarial
- CIMOSA IIS, un estándar para la integración física y de aplicaciones.
- El ciclo de vida de los sistemas CIMOSA es un modelo de ciclo de vida para el desarrollo y la implementación de CIM.
- Insumos para la estandarización, fundamentos para el desarrollo de estándares internacionales.
CIMOSA, según Vernadat (1996), acuñó el término proceso de negocio e introdujo el enfoque basado en procesos para el modelado empresarial integrado basado en un enfoque transfronterizo, que se opone a los enfoques tradicionales basados en funciones o actividades. Con CIMOSA también se introdujo el concepto de una " Arquitectura de sistema abierto " (OSA) para CIM, que fue diseñado para ser independiente del proveedor y construido con módulos CIM estandarizados. Aquí para la OSA se "describe en términos de su función, información, recursos y aspectos organizativos. Esto debe diseñarse con métodos de ingeniería estructurados y hacerse operativo en una arquitectura modular y evolutiva para uso operativo". [10]
AREAS
Hay varias áreas de uso:
- En ingeniería industrial y de producción
- En ingenieria mecanica
- En automatización de diseño electrónico ( placa de circuito impreso (PCB) y datos de diseño de circuito integrado para fabricación)
Ver también
- Control numérico directo
- Integración empresarial
- Planificación de recursos empresariales
- Sistema de fabricación flexible
- Fabricación asistida por computadora integrada
- Base de datos de fabricación integrada
- Gestión del proceso de fabricación
- Gestión del ciclo de vida del producto
Referencias
- ^ Kalpakjian, Serope; Schmid, Steven (2006), Ingeniería y tecnología de fabricación (5ª ed.), Prentice Hall, p. 1192, ISBN 978-7-302-12535-8.
- ^ Laplante, Phillip A. (2005), Diccionario completo de ingeniería eléctrica (2ª ed.), CRC Press, p. 136, ISBN 978-0-8493-3086-5.
- ^ "Sistemas de fabricación flexibles" .
- ^ Saracoglu, BO (2011). "Identificación de Criterios de Desempeño Tecnológico para CAD / CAM / CAE / CIM / CAL en la Industria de la Construcción Naval". 2006 Gestión de tecnología para el futuro global - Conferencia PICMET 2006 . págs. 1635-1646. doi : 10.1109 / PICMET.2006.296739 . ISBN 978-1-890843-14-4. S2CID 23963474 .
- ^ http://www.simflow.net/publications/books/cimie-part1.pdf
- ^ Meudt, Tobías; Pohl, Malte; Metternich, Joachim (27 de julio de 2017). "Modelle und Strategien zur Einführung des Computer Integrated Manufac-turing (CIM) - Ein Literaturüberblick" . Impresiones TU : 36.
- ^ Waldner, Jean-Baptiste (septiembre de 1992). Principios de la fabricación integrada por computadora . Londres: John Wiley & Sons . págs. 128 – p132. ISBN 0-471-93450-X.
- ^ Consorcio AMICE (1991). Arquitectura de sistema abierto para CIM, Informe de investigación del proyecto ESPRIT 688 , vol. 1, Springer-Verlag, 1989.
- ^ Consorcio AMICE (1991), Arquitectura de sistema abierto, CIMOSA, AD 1.0, Descripción de la arquitectura , Consorcio ESPRIT AMICE, Bruselas, Bélgica.
- ↑ a b F. Vernadat (1996). Modelado e Integración Empresarial . p.40
- ^ Richard C. Dorf, Andrew Kusiak (1994). Manual de Diseño, Fabricación y Automatización . p.1014
Otras lecturas
- Yoram Koren Computer Control of Manufacturing Systems , McGraw Hill, Inc. 1983, 287 págs. ISBN 0-07-035341-7
- Singh, V (1997). The Cim Debacle: Metodologías para facilitar la interoperabilidad del software . Saltador. ISBN 981-3083-21-2 .
- A. de Toni y S. Tonchia, Flexibilidad de fabricación: una revisión de la literatura International Journal of Production Research, 1998, vol. 36, no. 6, 1587-617.
- Jean-Baptiste Waldner (1992), Principios de fabricación integrada por computadora , John Wiley & Sons, ISBN 0-471-93450-X
- Jean-Baptiste Waldner (1990), CIM, les nouvelles perspectivas de la producción , DUNOD- BORDAS, ISBN 978-2-04-019820-6
enlaces externos
- cam-occ, un programa CAM de Linux que usa OpenCASCADE
- Revista internacional de fabricación integrada por computadora