DISEÑO DE UN SISTEMA DE MODELADO Y SUPERVISIÓN PARA EL MEJORAMIENTO

DEL FLUJO DE PROCESO ACTUAL EN LA ETAPA DE ALISTAMIENTO DE PLATINA,

FORMADO Y CURADO DE UNA EMPRESA FABRICANTE DE SISTEMAS DE FRENOS.

LUISA KAREN RODRÍGUEZ ESCOBAR

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

MAESTRIA EN AUTOMATIZACION INDUSTRIAL BOGOTÁ, COLOMBIA

2015

DISEÑO DE UN SISTEMA DE MODELADO Y SUPERVISIÓN PARA EL MEJORAMIENTO

DEL FLUJO DE PROCESO ACTUAL EN LA ETAPA DE ALISTAMIENTO DE PLATINA,

FORMADO Y CURADO DE UNA EMPRESA FABRICANTE DE SISTEMAS DE FRENOS.

LUISA KAREN RODRÍGUEZ ESCOBAR

Tesis de Maestría presentado como requisito parcial para optar al título de:

MAGÍSTER EN INGENIERÍA - AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

Director:

Profesor Ernesto Córdoba Nieto

Línea de Investigación: Automatización de Procesos

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

MAESTRIA EN AUTOMATIZACION INDUSTRIAL BOGOTÁ, COLOMBIA

2015

DEDICATORIAS

A:

Mi Padre quien a pesar de no encontrarse conmigo en forma presencial siempre ha sido mi ejemplo a

seguir y mi fuerza para seguir creciendo profesionalmente.

Mi esposo quien con su amor y apoyo incondicional ha sido pilar fundamental en los logros más

importantes en mi vida personal, profesional y familiar.

Mi Madre y hermanos quienes siempre con su confianza y apoyo han contribuido a mi crecimiento

personal y a que día a día pueda alcanzar nuevos logros.

Mi hija, para que encuentre en mi un ejemplo a seguir.

A ustedes va dedicado con todo mi corazón.

LUISA KAREN RODRIGUEZ ESCOBAR

AGRADECIMIENTOS

El siguiente trabajo de grado representa un logro muy importante que me he propuesto para mi

desarrollo profesional, es por esto que quiero agradecer a todos aquellos que, de una u otra

forma, hicieron posible el cumplimiento de esta meta.

A LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA Y SUS PROFESORES, por contribuir en mi

formación, tanto académica como personal.

AL PROFESOR ERNESTO CORDOBA NIETO, por su asesoría académica, que hizo posible

la realización de este trabajo de grado.

LUISA KAREN RODRIGUEZ ESCOBAR

RESUMEN

La automatización del proceso de Alistamiento, Formado y Curado de Platina se realizará en la empresa INCOLBEST S.A la cual es una compañía orientada hacia la fabricación de pastillas de frenos, que ha adoptado una filosofía de aseguramiento de calidad, administración de riesgos y mejora continua en sus de producción. [2] INCOLBEST S.A actualmente cuenta con inconvenientes en la ejecución de las órdenes de producción en las cuales es de considerable relevancia establecer la descripción del proceso; deben detallarse cada uno de los pasos a seguir, lo cual va a permitir llevar un seguimiento en la supervisión de dichos procedimientos. Además se deben registrar detalles como tiempo de manufactura y cantidad de producción. Adicionalmente la empresa cuenta con inconvenientes en los tiempos de entrega de sus productos debido a los cuellos de botella presentes en varios de sus procesos ya que cuentan con 1229 referencias diferentes de las cuales se producen 200 por turno que repercuten en altos tiempos de inactividad en las máquinas y tiempos ociosos en el caso de los recursos humano; por ello nace la necesidad de realizar mejoras en los sistemas existentes, los cuales poseen tecnologías que no van con los requerimientos actuales de la empresa que requiere conocer toda la información concerniente al proceso productivo.

Palabras clave: Formado, Curado, Pastillas de Frenos, Automatización, Supervisión, Wonderware, InTouch, InControl, Historian, Grafcet, Redes de Petri.

ABSTRACT The automation of the processes for recruitment, forming and curing Platen will be held at the company INCOLBEST S.A which is a manufacturing-oriented company brake pads, which has adopted a philosophy of quality assurance, risk management and continuous improvement in their production. INCOLBEST SA currently has problems in the execution of production orders in which is of considerable importance to establish the process description; must detail each of the steps, which will enable to track the monitoring of these procedures. Also to record details such as time of manufacture and production quantity. Additionally, the company has problems in delivery times of its products due to bottlenecks present in several of its processes as they have 1229 different references of which are produced 200 turn affecting high downtime in machines and idle time in the case of human resources; thus arises the need for improvements in existing systems, which have technologies that do not go with the current requirements of the company that requires full details concerning the production process.

Keywords: Formed, Cured, Brake pad, automation, supervision, Wonderware, InTouch,

InControl, Historian, Grafcet, Petri nets.

TABLA DE FIGURAS

Figura 1. Diagrama de bloques estructura del proyecto .................................................................................... 5 Figura 2. Diagrama de bloques etapas del proyecto .......................................................................................... 7 Figura 3. Arquitectura de la temática propuesta .............................................................................................. 10 Figura 4. Ciclo de vida de un sistema de manufactura .................................................................................... 11 Figura 5 Secuencia típica de procesos requeridos en la fabricación de piezas. ........................................... 12 Figura 6.Comparacion manufactura flexible ..................................................................................................... 13 Figura 7. Sistema básico de colas ..................................................................................................................... 19 Figura 8: Modelo de automatización Piramidal ................................................................................................. 23 Figura 9: Instrumento virtual vs instrumento tradicional ................................................................................ 25 Figura 10: Arquitectura de comunicaciones Incolbest .................................................................................... 28 Figura 11: Representación graficas de las conexiones OPC .......................................................................... 30 Figura 12. Distribución de equipos en los procesos de alistamiento de platina, curado y formado ........... 34 Figura 13. Pastilla de freno. ................................................................................................................................ 35 Figura 14. Soporte metálico ................................................................................................................................ 35 Figura 15. Diagrama de flujo del proceso productivo ...................................................................................... 36 Figura 16.proceso de mezclado INCOLBEST .................................................................................................... 37 Figura 17.proceso de limpieza INCOLBEST ...................................................................................................... 37 Figura 18.proceso de granallado INCOLBEST .................................................................................................. 38 Figura 19.proceso de marcado INCOLBEST ..................................................................................................... 38 Figura 20.proceso de Aplicación adhesivo INCOLBEST ................................................................................. 38 Figura 21.proceso de FORMADO INCOLBEST ................................................................................................. 39 Figura 22.proceso de curado INCOLBEST ........................................................................................................ 39 Figura 23.proceso de Horno INCOLBEST ......................................................................................................... 40 Figura 24.proceso de Rectificado y Ranurado INCOLBEST ............................................................................ 40 Figura 25.proceso de pintura INCOLBEST ........................................................................................................ 41 Figura 26.proceso de Marcado y Fijación accesorios INCOLBEST ................................................................ 41 Figura 27. Modelo básico M/M/S......................................................................................................................... 50 Figura 28. Modelo fabricación de pastillas para frenos M/M/S Incolbest ....................................................... 51 Figura 29. Modelo de colas Sistema de fabricación de pastilla ...................................................................... 52 Figura 30. Sistema general de producción ........................................................................................................ 56 Figura 31. Proceso de Alistamiento de platina ................................................................................................. 57 Figura 32. Proceso de Formado de platina ...................................................................................................... 58 Figura 33. Proceso de Curado de platina ......................................................................................................... 59 Figura 34. Resultados simulación CPNTools .................................................................................................... 61 Figura 35. Arquitectura del sistema de Supervisión ........................................................................................ 62 Figura 36. Arquitectura del instrumento virtual ................................................................................................ 65 Figura 37. Arquitectura del desarrollo de la lógica en InControl..................................................................... 67 Figura 38. Comunicación por dispositivos de campo ...................................................................................... 68 Figura 39. Comunicación por dispositivos de campo ...................................................................................... 68 Figura 40. Módulos de entradas/salidas ............................................................................................................ 69 Figura 41. Driver de protocolos Modbus ........................................................................................................... 70 Figura 42. Symbol Manager ................................................................................................................................ 71 Figura 43. CFS Fabricación de platina empresa Incolbest etapa Cargar ordenes ......................................... 72 Figura 44. CFS Fabricación de platina empresa Incolbest etapa Familias SP o CP. ..................................... 72 Figura 45. CFS Fabricación de platina empresa Incolbest etapa Lavado. ...................................................... 73 Figura 46. CFS Fabricación de platina empresa Incolbest acción Temporizador Lavado. ........................... 73 Figura 47. CFS Fabricación de platina empresa Incolbest acción ContadorLavado. .................................... 74 Figura 48. CFS Fabricación de platina empresa Incolbest etapa Granallado. ............................................... 74 Figura 49. CFS Fabricación de platina empresa Incolbest etapa Pegante. .................................................... 75 Figura 50. CFS Fabricación de platina empresa Incolbest etapa Formado .................................................... 75 Figura 51. CFS Fabricación de platina empresa Incolbest etapa Curado ....................................................... 76 Figura 52. Conexión InControl-InTouch ............................................................................................................ 77 Figura 53. Configuración SuiteIink InControl .................................................................................................... 77 Figura 54. Importar datos InControl – InTouch ................................................................................................. 78 Figura 55. Configuración en InTouch ................................................................................................................ 78 Figura 56. Tags en InTouch ................................................................................................................................ 79 Figura 57. Componentes de una Galaxia ........................................................................................................... 80

Figura 58. Esquemático configuración Archestra IDE ..................................................................................... 81 Figura 59. Esquemático Entorno grafico InTouch ............................................................................................ 81 Figura 60. Objetos configurados en Archestra IDE .......................................................................................... 82 Figura 61. Gráficos Archestra ............................................................................................................................ 83 Figura 62. Pantalla de cargar ordenes ............................................................................................................... 85 Figura 63. Menú de navegación ......................................................................................................................... 86 Figura 64. Pantalla de tendencias ...................................................................................................................... 86 Figura 65. Pantalla de Áreas de producción ..................................................................................................... 88 Figura 66. Diagrama de Bloques Flujo de Información hacia la planta .......................................................... 89 Figura 67. Diagrama de Bloques producción pastillas .................................................................................... 91 Figura 68. Simulación con InControl de la lógica de control ........................................................................... 92 Figura 69. Object viewer conexión con InControl............................................................................................. 92 Figura 70. Archestra System Management conexión con InControl ............................................................... 93 Figura 71. Object Viewer con datos cargados desde InTouch ........................................................................ 93 Figura 72. Pantalla de cargar órdenes .............................................................................................................. 94 Figura 73. Pantallas de órdenes etapa lavado .................................................................................................. 95 Figura 74. Pantallas de órdenes etapa granallado............................................................................................ 96 Figura 75. Pantallas de órdenes etapa Pegante ................................................................................................ 96 Figura 76. Pantallas de órdenes etapa Formado .............................................................................................. 97 Figura 77. Pantallas de órdenes etapa Formado WA01-72 .............................................................................. 97 Figura 78. Pantallas de órdenes etapa Curado ................................................................................................. 98 Figura 79. Pantallas de órdenes etapa Curado WA01-09 ................................................................................. 98 Figura 80. Pantallas de Alarmas y Eventos ....................................................................................................... 99 Figura 81. Reportes historian ............................................................................................................................. 99 Figura 82. Graficas Reportes historian ............................................................................................................ 100 Figura 83. Graficas de Tendencias .................................................................................................................. 100 Figura 84. Diagrama de tiempos del proceso productivo después de la automatización .......................... 102

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LISTA DE TABLAS

Tabla 1 Atributos para la clasificación y codificación de piezas 16 Tabla 2. Comparación Instrumentación Tradicional vs Instrumentación virtual 26 Tabla 3. Paradas Típicas actuales planta Incolbest 33 Tabla 4. Familias proceso de Alistamiento de Platina 44 Tabla 5. Familias proceso de formado 45 Tabla 6. Análisis de Flexibilidad 47 Tabla 7. WL* = carga de trabajo en la estación cuello de botella (min/pza). 48 Tabla 8. % De Participación En La Producción Prensas De Curado 52 Tabla 9. Tiempos de servicio y tasas promedio de llegadas 52 Tabla 10. Modelo M/M/S 53 Tabla 11. Colores en la RdPC 59 Tabla 12. Lugares en la RdPC 60 Tabla 13. Transiciones en la RdPC 60 Tabla 14. Semi-ciclos de las estaciones. 63 Tabla 15. Datos de las estaciones. 64 Tabla 16. Datos de las estaciones Monitoreados. 64 Tabla 17. Costos equipo PLC convencional 65 Tabla 18. Costos utilizando InControl Wonderware 66 Tabla 19. Principales paradas 102 Tabla 20. Reducción de principales paradas 103 Tabla 21. Tiempos de alistamiento de platina. 107 Tabla 22. Tiempos de formado tomados en planta. 107 Tabla 23. Tiempos de curado tomados en planta. 109 Tabla 24. Representación en la producción 118 Tabla 25. Juegos por turno 120

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INTRODUCCION

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1 ANTECEDENTES

Incolbest S.A. es la empresa número uno en la producción y comercialización de materiales de fricción y sistemas de frenos en la Región Andina, con reconocimiento internacional, es una empresa líder en fabricación y venta de materiales de fricción en Colombia, exportadores de productos a más de 23 países en Norte, Centro América, Suramérica y Europa al igual que proveedores de equipo original para ensambladoras de marcas como Renault, Chevrolet, Toyota, Mitsubishi y Daimler Chrysler. En los años recientes, la empresa ha implementado cambios estructurales buscando tener mayor competitividad y mejor respuesta al mercado nacional e internacional con el mejoramiento en los procesos industriales y administrativos adaptados con sofisticados sistemas de operación y control, a partir de la innovación y el desarrollo tecnológico, con una amplia gama de productos Non Asbestos [1]. En la actualidad el proceso de alistamiento, formado y curado de pastillas de frenos en la fábrica no cuenta con estudios previos de investigación para la implementación de un sistema de supervisión y adquisición de datos que permita determinar tiempos de ejecución y de esta forma crear estrategias que permitan mejorar en cuanto a costos, tiempos y especificaciones del producto.

1.2 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA La elaboración de pastillas de freno debe concebirse como un proceso por fases, que cumple estrictas normas; destacándose entre ellas, la producción, acondicionamiento y control de calidad esta última actualmente se encuentra avalada por certificaciones como la ISO TS 16949 – 2009 al sistema de calidad de Equipo Original. “es la norma líder en el sector automotor. Combina una serie de estándares de calidad para los fabricantes de automóviles y de equipos originales (OEM) en una sola certificación), lo cual permite que no tenga que obtener multitud de certificaciones, con la consiguiente inversión de tiempo. Como proveedor de componentes para automóviles. La norma ISO/TS 16949 le ayuda a mejorar continuamente su sistema y la calidad de sus procesos, así como a centrarse plenamente en la satisfacción del cliente”1.Certificación ISO 9001: 2008 Sistema de Calidad de los productos de Reposición “enfocada a los sistemas de gestión de calidad (SGC) y que se centra en todos los elementos de administración de calidad con los que una empresa debe contar para tener un sistema efectivo que le permita administrar y mejorar la calidad de sus productos o servicios. “ y certificación ISO 14001 - 2004 sistema de gestión ambiental “Es una norma internacional que especifica un proceso para controlar y mejorar el rendimiento y desempeño ambiental de una compañía u organización, en este caso el MinCIT”2, para alcanzar estándares de calidad en estos ítems, es de vital importancia abordar temas que para la empresa son de alta sensibilidad tales como el estricto seguimiento del material de producción durante todo el proceso, tiempos de producción totales y por equipo ,las horas hombre/maquina con el fin de tomar medidas correctivas y preventivas que permitan tomar decisiones sobre como reducir tiempos de producción, inventarios de sub-productos, reorganización de personal y reducir inconvenientes en el proceso de producción tales como: Cambio de herramental por la diferencia

1 www.imsm.com/es/iso-ts-16949 2 www.normas9000.com/

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en los moldes de las piezas, mantenimiento correctivo de los equipos ,falta de suministros, a la hora de realizar el proceso de curado de varias piezas simultáneamente. Adicionalmente la empresa Incolbest s.a. cuenta con inconvenientes en los tiempos de entrega de sus productos debido a los cuellos de botella presentes en varios de sus procesos ya que cuentan con 1229 referencias diferentes de las cuales se producen 200 por turno que repercuten en altos tiempos de inactividad en las máquinas y tiempos ociosos en el caso de los recursos humano; los cuales están obligados a tomar decisiones sobre el flujo de producción en el momento en que los sub-productos llegan a sus puestos de trabajo sin poder hacer una programación a priori de todo el flujo , impidiendo que se conozca en tiempo real el estado de los productos parciales en cada uno de los sub-procesos que componen la producción total. Por ello nace la necesidad de realizar mejoras en los sistemas existentes, los cuales poseen tecnologías que no van con los requerimientos actuales de la empresa que requiere conocer toda la información concerniente al proceso productivo para poder tomar medidas correctivas o preventivas según sea el caso y responder de forma más adecuada con los requerimientos de los clientes.

1.3 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ¿Cómo se pueden mejorar el manejo de los tiempos de producción y recursos en el proceso de alistamiento de platina, formado y curado para una empresa fabricante de pastillas de frenos registrando de forma permanente los productos resultantes en cada una de las etapas de lavado, granallado, pegante, formado y curado de platina logrando hacer del proceso actual un proceso industrial más competitivo?

1.4 HIPOTESIS Para hacer un proceso industrial competitivo con respecto a empresas del sector y dar respuesta a los inconvenientes presentes en el proceso productivo de la empresa Incolbest s.a. se propone un medio que permita el monitoreo constante de los sub-productos de cada una de las etapas del proceso de producción, por tal razón se plantea un sistema de supervisión y adquisición de datos que permita conocer el proceso en cuanto a tiempos de producción y estado de cada una de las máquinas que componen el proceso productivo. Con la generación de reportes históricos y almacenamientos de datos del proceso, se permitirá al personal interesado conocer la información en el periodo de tiempo deseado con el fin de crear estadísticas que mejoren las condiciones productivas de la planta.

1.5. OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL Desarrollar una propuesta para la estructuración de un sistema de supervisión que permita reducir tiempos de producción y recursos en el proceso de alistamiento de platina, formado y curado para una empresa fabricante de pastillas de frenos.

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OBJETIVOS ESPECÍFICOS Modelar y diseñar un sistema de supervisión que permita determinar tiempos de operación, estadísticas de manejo de recursos, al igual que desarrollar flujos de proceso adecuados. Mejorar la productividad de la empresa reduciendo los tiempos de fabricación de piezas, plazos de entrega de productos al aprovechar la capacidad máxima de las máquinas a utilizar en los procesos de alistamiento de platina y curado de una pieza. Establecer alternativas para el incremento de la producción reduciendo al máximo la intervención del operario en tareas que requieren máxima precisión

1.6 JUSTIFICACIÓN Y DELIMITACIÓN DEL PROYECTO

1.6.1 JUSTIFICACION La empresa INCOLBEST S.A es una compañía orientada hacia la fabricación de pastillas de frenos, comprometiéndose con los clientes en ofrecerles productos y servicios de alta calidad, en consecuencia, ha adoptado una filosofía de aseguramiento de calidad, administración de riesgos y mejora continua en sus de producción. [2] En lo que respecta a las órdenes de producción, momento en el cual inicia el proceso de fabricación son realizadas de forma manual con base en la experiencia del personal a cargo y no a un análisis del sistema que logre que el producto siga un proceso ordenado y coordinado de elaboración para evitar tiempos altos de inactividad de máquinas y personal. En esta orden de producción es de considerable relevancia establecer la descripción del proceso; deben detallarse cada uno de los pasos a seguir, que va a permitir llevar un seguimiento en la supervisión de dichos procedimientos. Además se debe anotar detalles como tiempo de manufactura y cantidad de producción. Durante el proceso de elaboración del producto, se debe controlar permanentemente la evolución de los sub-productos, esto se logrará a través de su supervisión en cada una de las máquinas. Para tener un buen funcionamiento de los equipos y optimizar la utilización de los materiales, han de desarrollarse revisiones periódicas de los mismos, las cuales serán posibles por medio de la generación de reportes del tiempo de funcionamiento de cada uno de ellos. Incolbest s.a. al estar conscientes de problema decidió implementar sistemas autómatas para reducir el tiempo de producción de piezas. Sin intención de cambiar las máquinas que hacen sus principales procesos, se decide lograr una automatización de limitada flexibilidad, es decir, que sólo puede aumentarse sus funciones a través de nuevos mecanismos de interfaces, articulación o interacción. Partiendo de la idea que las máquinas disponibles pueden producir más, tan solo aumentando la agilidad del proceso mismo, o tratando de emular lo que el operador realice pero más rápido.

1.6.2 ALCANCES El alcance del proyecto solo implica el diseño de un sistema supervisor para el proceso de alistamiento, formado y curado de platina para la empresa INCOLBEST S.A. fabricante de sistemas de frenos.

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1.6.3 LIMITACIONES Este proyecto se orienta de manera única y exclusivamente a la elaboración y entrega de la propuesta de un sistema de modelado y supervisión para el proceso de alistamiento, formado y curado de platina para la empresa INCOLBEST S.A.; es de competencia de la empresa su implementación y evaluación técnico-económica ya que la aplicación y evaluación del proyecto demoraría un tiempo razonablemente largo

1.7 ESTRUCTURA DEL TRABAJO Para mejorar el manejo de los tiempos de producción y recursos en el proceso de alistamiento de platina, formado y curado para la empresa Incolbest s.a.se busca hacer el proceso actual un proceso industrial más competitivo, con esta proyección se ha estructurado el presente trabajo de tesis como se describe a continuación en la Figura 1:

Figura 1. Diagrama de bloques estructura del proyecto

Elaboración: propia

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CAPITULO 1

MARCO METODOLOGICO

A continuación se describirán cada una de las etapas del proyecto siguiendo las fases típicas de un proyecto de automatización industrial y adaptándolas a la situación actual de Incolbest S.A. para abordar el problema con el que actualmente cuenta la empresa:

1. FASES PROYECTO INCOLBEST S.A. Fase 1. La ingeniería conceptual En esta etapa del desarrollo del proyecto se definen aspectos como:

Cronograma base del proyecto. Recopilación de requerimientos DE INCOLBEST S.A. Reunión en sitio para evaluar las instalaciones. Diagramas de flujo de procesos. Representación del sistema: En esta etapa del proyecto se describe el proceso

productivo actual de la empresa, cada uno de los recursos materiales y operacionales que intervienen, los volúmenes de modelos de producción así como, tiempos de proceso. La información histórica será tomada en los registros de la empresa. A partir de la observación del proceso se toman datos de las variables de cada uno de los equipos y de puestos de trabajo para determinar las actividades de cambio y puntos de mejora.

Fase 2. Ingeniería básica Con los datos recopilados se elabora un nuevo diagrama de flujo donde se refleje la situación de la planta con las mejoras planteadas en los flujos de proceso, el diagrama es realizado en Redes de Petri coloreadas será la base de la implementación en el autómata programable y el sistema de supervisión, en cual se especifica el movimiento del producto por cada uno de los procesos las transformaciones que sufre y como intervienen cada una de las maquinas en el mismo. De acuerdo a los requerimientos de la empresa se diseña el panel de supervisión el cual incluirá, tiempo de cada uno de los equipos y tiempo total del proceso, al igual que un listado de las órdenes que se encuentran en producción; este sistema de supervisión será implementado en la plataforma Wonderware. Fase 3. Ingeniería de detalles Tiene que ver con la implementación del proyecto para algunas tareas o procesos como son: Modelado: Debido a que este proyecto no será llevado al ámbito de la implementación y no es posible disponer de la planta física; en la plataforma Wonderware se realizará tanto la simulación del PLC para usar en planta como también los protocolos de comunicación y el sistema de supervisión y monitoreo (pantallas de operario e ingeniería).

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Pruebas: Las pruebas se realizarán sobre el modelo en Wonderware que emule el proceso existente en la planta y que permita determinar si el modelo es viable o no; esta comparación se realizara con base en variables medibles tales como tiempo total del proceso , tiempos parciales, y en tiempo de funcionamiento de cada una de las máquinas. Fase 4. Análisis e Interpretación de resultados: Los resultados obtenidos serán analizados en la Figura 2.

Figura 2. Diagrama de bloques etapas del proyecto Elaboración: propia

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2. ACTIVIDADES A DESARROLLAR A continuación se describen en detalle cada una de las actividades que se realizaran en el presente trabajo para su desarrollo siguiendo las fases descritas en el marco metodológico:

Fase 1. La Ingeniería Conceptual En esta etapa podemos identificar las siguientes actividades que permitirán su correcto desarrollo: -Levantamiento de Información en planta por medio de observación y entrevistas con operarios e ingenieros encargados de la operación. -Descripción de los equipos encargados de realizar cada uno de los procesos. -Determinar tiempos de producción mediante medición directa y experiencia del personal encargado de la tarea. -Determinar volumen de producción diario real que maneja la planta. -Revisión de documentación e información histórica existente en la planta. -Realizar diagrama de flujo de la situación actual del proceso. -Definir tareas críticas y prioritarias -Descripción de dispositivos que intervienen en el proceso.

Fase 2. Ingeniería básica Propuesta: En esta etapa inicial el desarrollo del proyecto una vez se tiene toda la información necesaria de la planta, se hará por medio de las siguientes actividades: -Revisión bibliográfica sobre los métodos de optimizar líneas de producción y mejorar el rendimiento. -Analizar los modelos encontrados en la revisión bibliográfica planteando un método que más se adecue a la situación actual de la planta. -Una vez revisados los requerimientos de la empresa se procede a hacer un bosquejo sobre el sistema de supervisión que se requiere para monitorear todas las variables que posee el sistema. -Realizar el planteamiento del sistema de supervisión en cuanto a la disposición grafica de componentes y funciones. -Realizar el estudio de instalaciones físicas (planta) - Revisar los diagramas de flujo de los procesos. -Dimensionar los instrumentos a utilizar según la disponibilidad en planta.

Fase 3. Ingeniería de detalles Modelado: Con el modelo obtenido en la fase anterior se procede a modelar el sistema, programar el autómata programable virtual y el Scada con los requerimientos establecidos por el cliente siguiendo los siguientes pasos: -Revisar la ingeniería básica. -Modelado de la solución de la planta en Redes de Petri, agrupación tecnológica y teoría de colas. -Programar y parametrizar los dispositivos virtuales (PLC, drives, etc.) -Dimensionamiento del sistema por nodos y galaxias en el software de gestión de operaciones en tiempo real Wonderware

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-Realizar el modelamiento y configuración del SCADA tanto en la parte gráfica, como en las variables que deben ser visualizadas. -Realizar la documentación de cada proceso y etapa del proyecto. Pruebas: Etapa final del proceso de modelamiento y supervisión de la planta, en esta etapa se comprobara la validez del modelo planteado. -Escogencia del programa de modelamiento del proceso de producción. -Realizar el modelamiento de la planta para poder realizar las pruebas del sistema de supervisión sobre este. -Simulación del modelo junto con el sistema de supervisión. -Determinar si existen mejoras con respecto a la situación actual de la planta

Fase 4. Análisis e Interpretación de resultados Una vez se tiene todos los datos del antes y el después de las mejoras realizadas se puede proceder a realizar las recomendaciones y análisis de los resultados: -Realizar análisis comparativos de los resultados obtenidos con las mejoras realizadas para establecer la validez del modelo. -Realizar recomendaciones a la empresa sobre los resultados obtenidos. -Plantear las conclusiones y puntos a mejorar. -Diseño documento final, (en cada una de las fases antes mencionadas se ira alimentando el documento, cada fase será un entregable.)

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CAPITULO 2

MARCO CONCEPTUAL BASICO ENFOCADO A LA MANUFACTURA Y LA AUTOMATIZACION INDUSTRIAL

En este capítulo se resumen algunas definiciones y consideraciones teóricas que ayudarán a tener una idea más clara sobre los principios y herramientas las cuales se tomarán en cuenta en la solución sistemática del proyecto y en la respuesta del problema de investigación planteado; se toman consideraciones tales como las presentes en la Figura 3:

Figura 3. Arquitectura de la temática propuesta Elaboración: propia

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1. ENTORNO DE INGENIERÍA DE MANUFACTURA. En el contexto de los sistemas de fabricación se puede prever cierto ciclo de vida, como se indica en la Figura 4, que comienza con el diseño inicial del sistema, la síntesis de acuerdo con los objetivos planteados y las limitaciones especificadas seguido del modelado, simulación; luego se formaliza el diseño final es importante hacer un análisis de los resultados obtenidos con el fin de efectuar un rediseño y reconfiguración si llegase a ser necesario [3].

Figura 4. Ciclo de vida de un sistema de manufactura

Fuente: [3]

El ámbito de la ingeniería de manufactura incluye muchas actividades y responsabilidades que dependen del tipo de operaciones de producción que realiza una organización productiva. Entre las actividades usuales están las siguientes:

1.1 Planeación de procesos. Como lo sugiere la definición, ésta es la principal

actividad de la ingeniería de manufactura. La planeación de procesos incluye: a) decidir qué procesos y métodos deben usarse y en qué secuencia, b) determinar los requerimientos de habilitación de herramientas, c) seleccionar el equipo y los sistemas de producción y d) estimar los costos de producción para los procesos, la habilitación de herramientas y los equipos seleccionados [4]. La planeación de procesos implica determinar los procesos de manufactura más adecuados y el orden en el cual deben realizarse para producir las piezas, que se especifican en la ingeniería de diseño, la planeación de procesos debe definir la secuencia apropiada de los pasos de ensamble. El plan de proceso debe ejecutarse dentro de las limitaciones impuestas por el equipo de procesamiento disponible y la capacidad productiva de la fábrica. Las piezas o sub-productos que no pueden

hacerse en forma interna deben comprarse a proveedores externos.

1.1.1 Planeación de procesos para piezas: Una secuencia típica de procesamiento para fabricar una pieza separada consiste en: 1) Un proceso básico, 2) uno o más procesos secundarios, 3) operaciones para mejorar las propiedades físicas y 4) operaciones de terminado, esta secuencia es la que se sigue en Incolbest para la fabricación de las pastillas de frenos la cual se puede ver en la figura 5.

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Un proceso básico establece la configuración geométrica inicial de la pieza. Entre ellos están la fundición de metales, el forjado y el laminado de hojas metálicas. En la mayoría de los casos, la geometría inicial debe refinarse mediante una serie de Un proceso secundario. Estas operaciones transforman la forma básica en la configuración geométrica final.

Figura 5. Secuencia típica de procesos requeridos en la fabricación de piezas.

Fuente: [4]

1.2 Solución de problemas y mejora continua. La ingeniería de manufactura

proporciona personal de apoyo a los departamentos operativos (fabricación de piezas y ensamble de productos) para resolver problemas técnicos de producción. También debe poner en práctica esfuerzos continuos para reducir los costos de producción, aumentar la productividad y mejorar la calidad de los productos [4].

1.3 Diseño para la manufacturabilidad. En esta función, que cronológicamente

se encuentra antes que las otras dos, los ingenieros en manufactura sirven como consejeros de manufacturabilidad para los diseñadores del producto. El objetivo es crear diseños que no sólo cumplan requerimientos funcionales y de rendimiento, sino que también puedan producirse a costos razonables, con un mínimo de problemas técnicos, con la mayor calidad y en el menor tiempo posible [4].

2. MANUFACTURA FLEXIBLE En los últimos años en Colombia, se ha intensificado la competencia, y los clientes son más exigentes en el sector de Autopartes. Se ha incrementado la incertidumbre de la demanda y la variedad de productos. El desarrollo de instrumentos que permitan obtener una mejor adecuación de la oferta y la demanda ha llegado a ser un ingrediente clave para mantener la utilización de la capacidad instalada y altos niveles de servicio [5]. La flexibilidad en manufactura es un factor a tener en cuenta para mejorar la habilidad de Incolbest de reaccionar frente a la demanda de los clientes sin incurrir en tiempos y costos excesivos. El desarrollo de la flexibilidad en manufactura es deseable y crítico para Incolbest por la magnitud de las órdenes que manejan diariamente, por tanto, explotar las capacidades de flexibilidad para conseguir niveles tangibles de resultados de rendimiento por medio de ejecuciones efectivas es cada vez más importante. En la Figura 6 está el diagrama de manufactura flexible donde se ubicaría el proceso, se tiene que por turno se hacen aproximadamente 3000 juegos/turno de los cuales son más de 200 referencias diferentes lo cual 4da un volumen de producción considerablemente bajo frente a una variedad de productos alta.

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Figura 6.Comparacion manufactura flexible

Fuente: [6]

2.1 TIPOS DE FLEXIBILIDAD El objetivo de realizar mejoras en una empresa fabricante de pastillas para frenos es llegar a una fabricación automatizada, flexible y adaptable, de piezas con semejanzas geométricas y de fabricación, adaptándose con facilidad a modificaciones dependientes del mercado relacionadas con tamaño de lote o geometría.

2.1.1 Flexibilidad en volumen Esta dimensión representa la habilidad para cambiar el nivel de salida (incremento o decremento de la cantidad producida) de un proceso de manufactura, adaptándose al cambio en las fluctuaciones de demanda agregada, como podemos ver Incolbest cuenta con la capacidad de infraestructura para fabricar las piezas que el cliente requiera ,si se deseara aumentar esta capacidad sería necesaria mejorar la estructura física de la fábrica en cuanto a máquinas y espacio por tal razón no es de competencia de este proyecto este tipo de desarrollo y no se centrará en la medición de este tipo de flexibilidad [4].

2.1.2 Flexibilidad en producto Aquí se hace indispensable reconocer tres tipos de flexibilidad: Flexibilidad en variedad (mezcla, mix). Representa la habilidad del sistema de manufactura para producir un número determinado de diferentes productos. Puede ser medida como la relación entre el número de partes hechas por el sistema en un determinado período y su capacidad de ejecución. [4] Flexibilidad en nuevos productos o flexibilidad en diseño. Vista como el número y la variedad de nuevos productos que pueden introducirse en la producción normal, en función del tiempo y del costo. Flexibilidad en modificación. Medida por el número de cambios en el diseño de los productos en un determinado período. [4]. Esta flexibilidad es de alta importancia para el presente trabajo puesto que el modelamiento a realizar en la línea de producción de la fabricación de pastillas para frenos debe considerar la fabricación de los diferentes tipos de referencias que

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2025

4025

6025

8025

10025

12025

14025

Alto Medio Bajo

VO

LUM

EN D

E P

RO

DU

CC

ION

VARIEDAD DE PRODUCTOS

Equipamiento dedicado

Sistema Especial

Sistema de Manufactura Flexible Celdas de

ManufacturaMaquinas Individuales

Incremento de la flexibilidad

Capacidad productiva

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maneja la empresa, y que la automatización del proceso no afecte la producción mejorando el tiempo en el cual se fabrican. A continuación se relacionaran las variables que se deben medir para determinar el tipo de flexibilidad: Rango. El aspecto rango significa la extensión de la variedad de productos, es decir, la cantidad fabricada de diferentes productos por la empresa así como también el grado de diferenciación de esos productos. El número de productos (R-N) provee una cantidad numérica estricta de los artículos finales fabricados por una organización. La heterogeneidad de productos (R-H) provee una percepción más amplia con respecto al rango de la flexibilidad de mezcla. En el caso de la fábrica de pastillas para frenos se producen más de 2600 productos totalmente diferentes ya sea por los componentes que la constituyen o por su geometría, por tal razón tiene un rango alto. Movilidad. Los tiempos de alistamiento y el costo en el que se incurre para cambiar la mezcla de producto son las medidas de movilidad o capacidad de respuesta de este tipo de flexibilidad. Los indicadores que se pueden usar para medir este elemento de la flexibilidad de mezcla son el tiempo y el costo requerido para cambiar de una mezcla de producto a otra. En el Anexo 1 se puede constatar los tiempos que tarda cada uno de los productos en las diferentes etapas del proceso en el que se intervendrá Uniformidad. La habilidad de la organización para mantener la calidad de producto y la productividad del sistema mientras fabrica una variedad de productos mide la uniformidad.

2.1.3 Flexibilidad en máquina, equipos, herramientas Es el número y la variedad de operaciones que una máquina puede ejecutar. También puede entenderse como la facilidad de cambio para procesar un determinado número de partes. Se mide como el tiempo necesario o requerido para hacer los cambios y pasar de un estado a otro. Estas transiciones también pueden evaluarse por medio del tiempo perdido de producción o el desperdicio atribuido a los cambios.

2.1.4 Flexibilidad en manejo de materiales Representa la habilidad del sistema de transporte interno para entregar efectivamente y en etapas apropiadas el material requerido durante el proceso de manufactura. Se dice también que es el número de caminos existentes entre los centros de procesos y la variedad de materiales que pueden ser transportados por estos caminos. El manejo de materiales no será tenido en cuenta para el desarrollo del proyecto, debido a que este se maneja por medio de fórmulas ya definidas por la empresa Incolbest.

2.1.5 Flexibilidad de ruta (o ruteo) Muy ligado a la anterior dimensión se encuentra este tipo de flexibilidad, definida como la capacidad que tiene la planta para fabricar un producto a través de varias rutas (centros de trabajo o máquinas) alternas en la misma instalación. Existen múltiples actividades asociadas a esta decisión de flexibilidad, las cuales se pueden agrupar en actividades de diseño y selección de rutas, lo que lo convierte en un problema operacional.

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Los diferentes recursos asociados, tales como máquinas, herramientas y personas, por lo general, hacen que la implementación de una ruta sea más o menos costosa. Si los recursos asociados para todas las rutas posibles es el mismo, entonces la decisión es trivial, ya que todas las rutas se pueden implementar sin costo adicional. Por el contrario, cuando el costo de estos recursos es muy alto, sólo una ruta se puede implementar. En Incolbest s.a. existen maquinas redundantes en cada uno de los procesos capaces de realizar una misma tarea en caso de que alguna de las maquinas posean inconvenientes en su funcionamiento, por tal razón podemos indicar que existe flexibilidad de ruta.

2.1.6 Flexibilidad de expansión Facilidad con la cual el sistema puede ser expandido para incrementar las cantidades de producción total. Depende de factores tales como: Gastos por agregar estaciones de trabajo Facilidad con lo cual un layout puede ser expandido Tipo de sistema de manejo de partes usado. Facilidad con lo cual trabajadores entrenados pueden agregarse

3. TECNOLOGÍA DE GRUPOS La tecnología de grupos es un enfoque para manufactura el cual permitirá identificar y agrupar todas las piezas en familias para aprovechar sus similitudes en el proceso de fabricación a través de variables tales como geometría, tipo de máquinas en las que son fabricadas, materia prima con la cual se elaboran y tiempos de producción. La idea de esta agrupación es pasar de tener 2600 referencias diferentes a tener máximo 20 familias que nos permitan optimizar los recursos y mejora la eficiencia operativa para así poder supervisar el proceso de forma puntual.

3.1 Clasificación y codificación de piezas Una característica central de la tecnología de grupos es la familia de piezas. Una familia de piezas es un grupo de piezas que poseen similitudes en el proceso de fabricación en la forma geométrica y el tipo de mezcal que se usa para fabricarla. Siempre hay diferencias entre las piezas de una familia, pero las similitudes son lo suficientemente cercanas para poder agruparlas en la misma familia. Las piezas se van a identificar en cada una de las familias por el denominado análisis de flujo de producción, el cual usa la información que contienen las hojas de ruta para clasificar las piezas. En efecto, las piezas con pasos de manufacturas similares se agrupan en la misma familia. Una vez clasificada las piezas en Familias serán identificadas por codificación de piezas que implica la identificación de similitudes y diferencias entre las piezas para relacionarlas mediante un esquema de codificación común. La mayoría de los sistemas de clasificación y codificación están entre los siguientes:

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1) Sistemas basados en atributos del diseño de piezas, 2) sistemas basados en atributos de la manufactura de piezas y 3) sistemas basados tanto en atributos de diseño como de manufactura. Los atributos de diseño y manufactura de las piezas comunes que se usan en los sistemas de clasificación y codificación de piezas se presentan en la tabla 2.

Atributo de diseño de piezas Atributo de manufactura de piezas

Dimensiones Tipo de material Proceso principal Secuencia de operación

Forma básica Funciones Maquinas/herramental Cantidad de producción

Tabla 1. Atributos para la clasificación y codificación de piezas

En el caso de estudio se realizará una codificación teniendo en cuenta las características geométricas, tipo de mezcla que se usa para su fabricación y el tipo de máquina en el cual se ejecutara el proceso de fabricación en cada una de las etapas, realizando una cadena que concatena todos estos factores y que posteriormente será usada para el sistema SCADA y la identificación de cada una de las piezas durante todo el proceso productivo.

3.2 Beneficios y problemas en la tecnología de grupos Esta tecnología proporciona beneficios sustanciales a las compañías, si éstas tienen la disciplina y perseverancia para implementarla. Los beneficios potenciales incluyen: 1) La Tecnología de Grupos promueve la estandarización en las herramientas, en la instalación de soportes y en las configuraciones; 2) se reduce el manejo de material porque las piezas se mueven dentro de una celda de manufactura y no dentro de toda la fábrica; 3) los calendarios de producción pueden ser más sencillos; 4) se reduce el tiempo de producción; 5) se reduce el trabajo en proceso; 6) se simplifica la planeación de los procesos; 7) por lo general, mejora la satisfacción de los trabajadores cuando laboran en una celda de tecnología de grupos y 8) se obtiene un trabajo de mayor calidad usando tecnología de grupos. Existen varios problemas para llevar a cabo la tecnología de grupos. Un problema obvio es el reordenamiento de las máquinas para producción de la planta en las celdas de maquinado adecuadas. Se requiere tiempo para planear y realizar este reordenamiento y las máquinas no producen durante el cambio. El mayor problema para iniciar un programa de TG es identificar las familias de piezas. Si la planta hace 10.000 piezas distintas, la revisión de todos los puntos y rutas de proceso y su agrupación en familias es una tarea enorme que consume una cantidad importante de tiempo.

4. PLANIFICACIÓN DETALLADA DEL TRABAJO EN LA PLANTA En empresas que fabrican contra pedido como es el caso de Incolbest la cual tiene piezas que se ejecutan solo sobre pedido de los clientes la tarea de determinar la secuencia óptima de fabricación de artículos es complicada debido al carácter combinatorio del problema. Sólo unos pocos casos se pueden resolver de forma exacta.

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No obstante, es preciso no sólo planificar, sino monitorear lo que se ha planificado comprobando que se está realizando según lo establecido, la empresa, necesita saber qué productos se van a fabricar cada día, y hacerlo de la forma más eficiente. La realización de una correcta secuencia de los productos tiene como objetivos:

Cumplir las fechas de entrega.

Minimizar el tiempo y el costo de fabricación.

Maximizar la utilización de los recursos.

Minimizar los plazos de entrega.

Paradójicamente, cuanto mayor es el número de limitaciones en los procesos de la empresa más fácil resulta planificar la producción. Sin embargo, la programación propuesta no será, en ningún caso, eficiente. Por ejemplo, si cada trabajo sólo puede programarse en un tipo de máquina, la ruta es fija, el lote de producción mínimo está fijado, y los tiempos de cambio son elevados, las combinaciones de trabajos para formar distintas secuencias son escasas. [8] La primera clasificación hace referencia a los trabajos y a la forma en que llegan a la planificación. Se distinguen dos tipos distintos de plantas.

Estáticos: Los trabajos que hay que planificar están todos disponibles en el instante inicial y no se incluyen nuevos trabajos durante el período de planificación.

Dinámicos: Se actualiza el programa de planificación cuando llegan nuevos trabajos.

En el caso de Incolbest la empresa contamos con una planta de tipo estático en la cual al inicio de cada turno de trabajo se realiza la programación de las órdenes que serán fabricadas y no se incluyen nuevas en el trascurso del turno, esto debido a la programación interna que la empresa debe hacer en cuanto a recursos materiales y humanos esta condición seguirá constante en el proceso de automatización que se realizará. Dentro de la secuenciación de las tareas a desarrollar en la planta podemos distinguir los siguientes parámetros: El tiempo de procesamiento (pi) es la duración de la operación de una pieza. Incluye el tiempo de cambio (tc) que, en la mayoría de los casos, es independiente de la secuencia El tiempo de espera (wi) es el tiempo que el trabajo está en cola esperando a ser procesado en una máquina. El tiempo de finalización (ti) corresponde al instante en el que se termina la última operación de un trabajo. El tiempo de llegada (ai) corresponde al instante en el que tiene la pieza lista para ser procesada. Existen unos datos que se obtienen a partir de estos conceptos y que permiten comparar distintas planificaciones. Los tres más importantes son: El flujo de tiempo (FI = ti – ai ó Fi = pi + wi) es el tiempo transcurrido desde la llegada del trabajo hasta la finalización de la última tarea. Se puede definir como la diferencia

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entre el tiempo de finalización y el de llegada (ci – ai); o bien, desde el punto de vista de su estancia en la planta, se puede calcular como la suma del tiempo de procesamiento y el tiempo de espera (pi + wi). El retraso (Li = ci - di) cuantifica lo pronto (o tarde) que se ha terminado el trabajo y se calcula como la diferencia entre la fecha de finalización y la de entrega. Si es mayor que cero significa que el trabajo se ha terminado después de su fecha de entrega prevista y, entonces, se denomina tardanza (Ti). Si, por el contrario, es menor que cero, el trabajo se ha acabado antes de la fecha prevista, se denomina prontitud (Ei). La holgura (HI = di – (ai + pi)) representa el margen de tiempo que existe para planificar un pedido, es decir, sabiendo el tiempo en el que llega y el tiempo de procesamiento, y conociendo la fecha en la que hay que entregar el artículo, es fácil calcular el margen del que se dispone para planificarlo.

4.1 Reglas de despacho. Con las reglas despacho se le dará peso a cada una de las variables dentro del proceso para determinar el orden en el cual serán procesadas. Pueden ser sencillas, basadas en un dato del producto, como el tiempo de procesamiento o la fecha de entrega; también se pueden obtener a través de cálculos entre diferentes variables (como la holgura). Las principales reglas de despacho que se manejan en producción son: FIFO (First In First Out) ó PEPA (Primero en Entrar, Primero en Atender): Se emplea a menudo y, especialmente, con productos perecederos, donde toma el nombre de FEFO (First Expiration First Out), debido a que se deben cumplir con tiempos de entrega y a que el tiempo de producción de las piezas es diferente dependiendo de sus características internas esta forma de secuenciar las tareas no será una opción. [4] LIFO (Last In First Out) ó UEPA (Último en Entrar, Primero en Atender): No es muy común, pero en ocasiones, cuando el material ocupa grandes superficies y la rotación es elevada suele ser útil esta regla, por la misma razón que se descartó la opción FIFO, también se descartará esta alternativa. [4] SPT (Sort Process Time): Ordena los trabajos de menor a mayor tiempo de procesamiento, es una de las más utilizadas y la que usaremos para secuenciar el trabajo en la fabricación de pastillas para frenos ya que nos permite optimizar los recursos materiales y operativos y cumplir con los requerimientos del cliente, cabe aclarar que esto se cumplirá siempre que no haya una orden de producción con una fecha de entrega mucho menor del tiempo estipulado en su secuenciación inicial. [4] LPT (Longest Process Time): Ordena los trabajos de mayor a menor tiempo de procesamiento. [4] EDD (Earliest Due Date): Ordena los trabajos en función de la fecha de entrega, de forma creciente, es decir, el primer trabajo de la lista es el que tiene menor fecha de entrega, tomaremos esta opción cuando lleguen ordenes de producción por prioridad lata y un tiempo de entrega inferior al que se le ha asignado por SPT.

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Holgura mínima: Considera el tiempo restante total hasta la finalización del trabajo. De esta forma se programan antes los trabajos con mayores posibilidades de retrasarse. [4]

4.2 Teoría de Colas La teoría de colas es un conjunto de modelos que describen sistemas de líneas de espera particulares. El objetivo principal es encontrar el estado estable del sistema y determinar una capacidad de servicio apropiada que garantice un equilibrio entre el factor cuantitativo (referente a costos del sistema) y el factor cualitativo (referente a la satisfacción del cliente por el servicio) [7]. Dado lo anterior, los agentes principales que participan en estos procesos analíticos, son los clientes y los servidores. Entendiéndose por cliente una persona, una orden de servicio, una maquina en espera de mantenimiento, entre otros y el servidor será aquella estación que este en facultad de realizar la respectiva actividad de servicio sobre el cliente, por ejemplo un cajero, una secretaria, una máquina, etc.

Figura 7. Sistema básico de colas

Fuente: [7]

Con base a lo anterior es necesario tener en cuenta algunos componentes claves para ser analizados, los cuales son: [8] 1. Las llegadas de los clientes. 2. La capacidad de la cola. 3. La disciplina de la cola. 4. Los tiempos de servicio. 5. La cantidad de servidores. 6. Las etapas del sistema. Es por eso que en la Teoría de Colas se utiliza una notación generalizada para indicar el tipo de sistema que se presenta. Esta notación tiene la siguiente forma:

A/B/C

En donde: A: Se refiere a la distribución de probabilidad que siguen las llegadas al sistema. B: Se refiere a la distribución de probabilidad que sigue el tiempo de servicio. C: Indica la cantidad de servidores con lo que cuenta el sistema. Características de una Línea de Espera Una cola de espera está compuesta de tres elementos:

Arribos o ingresos al sistema

Disciplina en la cola

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Servicio Los tres componentes anteriores tienen ciertas características que deben ser examinadas antes de desarrollar el aspecto matemático de los modelos de cola.

1. Características de arribo: La fuente de ingreso que genera los arribos o clientes para el servicio tiene tres características principales:

a. Tamaño de la población que arriba puede ser: infinito (ilimitado) o limitado (finito).

b. Patrón de llegada a la cola c. Comportamiento de las llegadas.

2. Disciplina En La Cola mediante la cual los clientes reciben el servicio. La mayoría de los sistemas usan la regla Primero En Entrar Primero En Salir (First In First Out) [PEPS (FIFO)]. Se denomina también FIFS (First In First Served). .

3. Servicio. En él son importantes dos propiedades básicas: 1. La configuración del sistema de servicio. 2. El patrón de tiempos de servicio

5. AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL La automatización de un proceso se proyecta a la ejecución de una tarea ya sea del ámbito industrial, administrativa o científica; haciéndolo más ágil y efectivo, con la finalidad de hacer la tarea más sencilla para el ser humano. Al darse una mayor eficiencia en el sector de autopartes, se logrará que la empresa aumente su producción de piezas correctas y disminuya el número de piezas defectuosas, así como alcance una mayor calidad en los productos terminados, que se logran mediante la exactitud de las máquinas automatizadas; esto ayudará a que la empresa, mediante la utilización de inversiones tecnológicas, aumente toda su competitividad. Muchas industrias están automatizadas, o bien utilizan tecnología de automatización en alguna etapa de sus actividades, como es nuestro caso en donde se pretende mejorar el rendimiento de la empresa automatizando tres de los principales procesos productivos. En ciertas empresas fabricantes de pastillas para frenos se han logrado avances interesantes; tal es el caso de BBA Friction empresa europea fabricante de material para fricción. Actualmente esta empresa cuenta con robots en sus instalaciones que recogen las piezas dispuestas en línea sobre una cinta transportadora y las depositan en un portador de piezas, pero previamente con un listón guía mide la profundidad para verificar si el espacio correspondiente está libre, caso contrario, pueden producirse interferencias. Los robots manipulan también los medios auxiliares de carga; para tal fin se han montado contra los efectores, dos garras, cada uno de los robots utilizados efectúa una manipulación de 30.000 pastillas de freno por turno. Por encima de ello, los robots equipados con los listones magnéticos son muy flexibles, porque pueden manipular alrededor de veinte tamaños diferentes de piezas sin cambio de útil. [9].

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Por otra parte se considera la clasificación de la automatización en tres ramas por los tipos de procesos, el volumen de producto fabricado y la variedad de productos manejados por la empresa en: Fija, Programable y Flexible [10]. Automatización Fija: Es aquella en la que la empresa no cuenta con una gran variedad de artículos y el volumen de producción es alto, por lo cual no se requieren realizar cambio de configuración de manera frecuente. Ejemplos de industrias con este tipo de automatización son: Cervecerías, Bebidas, Lácteos, Automóviles, etc.

Programable o “Batch”: Este es el tipo de automatización a utilizar debido a que el volumen de producción es relativamente bajo y hay una diversidad de producción a obtener. En este caso el modelo diseñado deberá adaptarse a las variaciones de configuración del producto en cuanto a geometría, materia prima, tiempo de producción y forma de fabricación; ésta adaptación se realiza por medio del software de supervisión y mejora de la line a de flujo actual.

Flexible: Es requerida cuando la gama de productos que se tiene es muy amplia, se realizan corridas de producciones cortas y los cambios se realizan continuamente dentro de las líneas de producción sin necesidad que afecte la eficiencia del sistema. Algunos giros que está tomando más auge este tipo de automatización son: metalmecánica, fundición, impresión, etc.

5.1 Razones para la automatización

Incrementa la productividad

Alto costo de mano de obra

Mano de obra escasa

Tendencia de mano de obra con respecto al sector de servicios

Seguridad

Alto costo de materiales en bruto

Mejora la calidad del producto

Reduce el tiempo de manufactura

Reducción del proceso de inventarios Todos estos elementos actúan conjuntamente para hacer de la producción automatizada una atractiva alternativa para métodos manuales de manufactura [5]. Cuando se decide automatizar una planta se piensa en el nivel de automatización que requiere la planta y el costo que está dispuesto a asumir el director del proceso en una automatización total la máquina es totalmente autónoma. No necesita intervención humana. El operador realiza tareas de supervisión y mantenimiento preventivo, para lo cual se requerirían brazos robóticos y bandas que coloquen y retiren las piezas de cada una de las maquinas al igual que sensores de proximidad y fines de carrera en cada una de las máquinas que contabilicen las piezas y determinen cuando una orden esta lista y puede pasar al siguiente proceso lo cual en nuestro caso incurriría en una reforma no solo tecnológica sino también estructural de toda la planta, por este motivo se realizara una automatización parcial en donde la máquina realiza varias operaciones en secuencia y de forma autónoma, pero necesita de la intervención humana para poner y retirar piezas. [13]

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5.2 Modelos de Automatización Un modelo de automatización debe:

Permitir la descripción de todos los aspectos del ciclo de vida del sistema, abarcando todos los conceptos involucrados en el proceso.

Incorporar diferentes puntos de vista para describir por completo el proceso productivo, tales como información y control, equipos, mano de obra, organización gerencial así como las relaciones con otros procesos.

Ser independiente de la tecnología existente.

Estar abierto a la estandarización. [13] Además tiene que aportarnos los siguientes beneficios:

Presentar una visión completa del proceso de automatización.

Permitir determinar el mejor método para la automatización.

Considerar la asignación errónea de recursos o fallas en el proceso.

La creación de diferentes arquitecturas a partir de modelos referenciales basados en las principales ventajas de las mismas.

5.3 Modelos Jerárquicos Los modelos jerárquicos son aquellos que presentan las siguientes características: Siguen la estructura humana gerencial de la planta.

Promueven el principio de autonomía (la responsabilidad puede ser delegada hacia los niveles inferiores de la jerarquía).

Promueven el principio de localidad (las unidades de la planta son usualmente distribuidas pero también son comprimidas donde el control distribuido puede ser aplicado).

Permiten la distribución de las tareas de la planta a sistemas multi-computacionales debido a la disposición en capas de las funciones de control dentro de la jerarquía.

Existe flexibilidad en la introducción de nuevas tecnologías.

Las funciones más altas de la jerarquía tienden a enfocarse en planificación, mientras que los niveles bajos se centran en la ejecución.

Necesidad de limitar la complejidad de entidades individuales para facilitar la comprensión humana y la manejabilidad computacional.

Tienen robustez, predictibilidad y eficiencia.

Como ventajas, los modelos jerárquicos diluyen el vínculo entre el tamaño y la complejidad, en virtud de la jerarquía, puesto que tal como se evalúa desde cualquier posición dentro de ella es casi independiente de su tamaño total. Además se reduce la necesidad de transmisión de información entre los diferentes elementos que conforman la organización. Un nivel solo necesita información detallada sobre las actividades correspondientes a su nivel e información adicional sobre el comportamiento medio en otras unidades. Por el contrario, estos modelos tienen una estructura rígida que les impide reaccionar de una manera ágil ante variaciones, ya que los distintos niveles de la jerarquía no pueden tomar la iniciativa.

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El modelo jerárquico más importante es el siguiente:

5.4 Modelo de Automatización Piramidal Es el modelo más difundido en el ambiente de producción continua por la ISO3, consta de cinco niveles que abarcan las diferentes funciones de una planta coordinada de manera jerárquica, cubriendo desde los aspectos de control de los procesos físicos en su nivel más bajo, hasta los niveles donde se realizan las funciones corporativas de la planta. Cada nivel se caracteriza por un tipo de información y de procesamiento diferente, siendo necesaria la integración del proceso automatizado para incluir la comunicación interna en cada nivel, y entre niveles, con el fin de lograr sistemas que permitan ejecutar las diferentes tareas de control existentes en una empresa, en la figura 8 se puede ver la interpretación de la pirámide en la empresa INCOLBEST , como se observa solo existen componentes en los dos primeros niveles pero no hay conexión con el nivel superior de gestión empresarial aun cuando en este nivel se tiene sistema SAP(Systems, Applications, Products in Data Processing) debido a que no existe un sistema de adquisición de datos que pueda llevar la información de campo a niveles superiores para poder ser tratados.

Figura 8: Modelo de automatización Piramidal

Fuente [10]

En este proyecto no nos centraremos en la conexión con el nivel de gestión SAP aun cuando puede ser un trabajo futuro puesto que la información se encuentra en el sistema de supervisión y puede ser llevada al nivel de gestión.

3 International Organization for Standardization: www.iso.org

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7.1 Manufactura Integrada Por Computadora El término manufactura integrada por computadora ha sido creada para denotar el uso persuasivo de computadoras para diseñar productos, planear la producción, controlar las operaciones. Las diferencias entre automatización y manufactura integrada por computadora es que la automatización está relacionada con las actividades físicas en la manufactura; los sistemas de producción automatizada están diseñados para ejecutar el procesamiento, montaje, manejo de material y actividades de inspección con poca o nula participación humana. La manufactura integrada por computadora está más relacionada con las funciones de información de procesamiento que son requeridas para apoyar las operaciones de producción además involucra el uso de sistemas por computadora para llevar a cabo los cuatro tipos de funciones de información de procesamiento [5] .

7.1 Instrumentación virtual La idea es sustituir elementos "hardware" por otros "software", y para ello se emplea un procesador que ejecute un programa específico en este caso se usara InControl de la empresa Wonderware para remplazar el PLC realizando las mismas lógicas que realizaría el controlador físico. Este programa se comunica con los dispositivos para configurarlos y leerlos. El usuario final del sistema de instrumentación sólo ve la representación gráfica de los indicadores y botones de control virtuales en la pantalla del ordenador en el cual corre el sistema de supervisión [12]. La instrumentación virtual es un área de la ingeniería en la que se busca configurar dispositivos para registrar diferentes variables físicas, empleando técnicas de implementación híbrida hardware y software. Aplicando estos principios se logran instrumentos de medida flexibles, que facilitan el análisis y la presentación de resultados y que permiten reconfigurar sus parámetros de funcionamiento, haciéndolos a la medida para diferentes aplicaciones. [12] Con base en las características de una computadora PC, las características de un instrumento virtual como plataforma digital que pueden resumirse como:

Bajo costo relativo

Alto poder de cálculo

Capacidad de almacenamiento

Calidad de graficación

Arquitectura abierta Los instrumentos virtuales son definidos por el usuario mientras que instrumentos tradicionales tienen funcionalidad fija, definida por el usuario. La Figura 9 muestra a los Instrumentos tradicionales (izquierda) e instrumentos virtuales basados en software (derecha) comparten a gran escala la misma arquitectura en componentes, pero con filosofías radicalmente diferentes.

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Figura 9: Instrumento virtual vs instrumento tradicional

Fuente: [12]

A la hora de diseñar un sistema basado en instrumentación virtual, deben tomarse en cuenta algunos factores de importancia: a) Identificar los tipos de señales de entrada y salida. Cuando se usa una tarjeta de adquisición de datos se debe identificar los tipos de sensores y señales de entrada y salida con los que se trabajará. En cuanto a los tipos de entradas y salidas de un sistema de adquisición de datos, usualmente se consideran el siguiente aspecto:

Entradas analógicas, temperatura, precisión, voltaje, corriente, etc.

Entradas y salidas digitales, entradas y salidas compatibles TTL.

Entradas y salidas cronometradas, cronómetros y eventos, b) Escoger un método de acondicionamiento de señal. Muchos tipos de señales, provenientes de diversos sensores, deben acondicionarse antes de ser conectados a la tarjeta de adquisición de datos. En esta parte se tiene que hacer una buena elección de transductores y convertidores que se ajusten a los requerimientos del proceso y cuyo costo no resulte muy elevado, para lograr un acople entre los elementos que integran el lazo de control. c) Escoger una tarjeta de adquisición adecuada de acuerdo a las condiciones de la planta. d) Seleccionar el método de programación adecuado (software). Son muy usados en aplicaciones de Automatización industrial tales como:

Automatización de fábricas

Procesamiento de alimentos

Interfaz hombre – máquina (HMI)

Automatización de laboratorios

Control de máquinas

Visión de máquinas

Procesamiento de petróleo y gas

Procesamiento farmacéutico

Robots para colocación de elementos

Automatización de procesos

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Instrumentación tradicional versus Instrumentación virtual

Instrumento Tradicional Instrumento Virtual

Definido por el fabricante Definido por el usuario

Funcionalidad específica, con conectividad limitada.

Funcionalidad ilimitada, orientado a aplicaciones, conectividad amplia.

Hardware es la clave. Software es la clave

Alto costo / función Bajo costo / función, variedad de funciones, reusable.

Arquitectura "cerrada" Arquitectura "abierta".

Lenta incorporación de nuevas tecnología. Rápida incorporación de nuevas tecnologías, gracias a la plataforma PC.

Bajas economías de escala, alto costo de mantenimiento.

Altas economías de escala, bajos costos de mantenimiento

Tabla 2. Comparación Instrumentación Tradicional vs Instrumentación virtual Fuente: [12]

8 SISTEMAS SCADA (SUPERVISORY CONTROL AND DATA ACQUISITION)

Los sistemas SCADA proveen una perspectiva integrada de todos los recursos de control e información de la planta. De esta manera, los ingenieros, supervisores, u operadores pueden visualizar e interactuar con los procesos mediante representaciones gráficas de los mismos. Además, provee toda la información que se genera en el proceso productivo a diversos usuarios, tanto del mismo nivel como de otros sectores dentro de la empresa: control de calidad, supervisión, mantenimiento, etc., en un marco de modelo de automatización piramidal. Las características básicas de un sistema SCADA son las siguientes: Adquisición y almacenado de datos, para recoger, procesar y almacenar la información recibida de forma continua y confiable. Representación gráfica y animada de variables de proceso y monitorización de éstas por medio de alarmas. Ejecutar acciones de control, para modificar la evolución del proceso, actuando bien sobre los reguladores autónomos básicos (consignas, alarmas, menús, etc.), o directamente sobre el proceso mediante las salidas conectadas. Arquitectura abierta y flexible con capacidad de ampliación y adaptación. Conectividad con otras aplicaciones y bases de datos, locales o distribuidas en redes de comunicación (i.e. MS Excel, SQL) Supervisión, para observar desde un monitor la evolución de las variables de control. [14] Transmisión de información con dispositivos de campo y otros PC. Base de datos, gestión de datos con bajos tiempos de acceso. Suele utilizar ODBC. Presentación, representación gráfica de los datos. Interfaz del Operador o HMI (Human Machine Interface). Explotación de los datos adquiridos para gestión de la calidad, control estadístico, gestión de la producción y gestión administrativa y financiera. Alertar al operador de cambios detectados en la planta, tanto aquellos que no se consideren normales (alarmas) como cambios que se produzcan en la operación diaria de la planta (eventos). Estos cambios pueden ser almacenados en el sistema para su posterior análisis. [14]

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En este proyecto se usaran las herramientas de desarrollo para supervisión proporcionadas por la plataforma Wonderware las cuales son muy versátiles. A continuación de desglosan cada una de ellas:

8.1 WonderWare Para el desarrollo de la aplicación SCADA se usara el software de supervisión Wonderware el cual es una completa aplicación de supervisión, operación y manejo de información que permitirá gestionar los procesos que maneja la empresa Incolbest. Wonderware permite entre otras posibilidades la recolección de datos, conectividad de sistemas, visualización HMI y SCADA, gráficos de tendencias y generación de reportes. WonderWare trabaja en el entorno grafico llamado InTouch el cual es un paquete de software utilizado para crear aplicaciones de interface hombre-máquina bajo entorno PC. InTouch utiliza como sistema operativo el entorno WINDOWS 95/98/NT/2000. El paquete consta básicamente de dos elementos: WINDOWMAKER y WINDOWVIEWER WINDOWMAKER es el sistema de desarrollo. Permite todas las funciones necesarias para crear ventanas animadas interactivas conectadas a sistemas de e/s externos o a otras aplicaciones WINDOWS. WINDOWVIEWER es el sistema runtime utilizado para rodar las aplicaciones creadas con WINDOWMAKER. [12] InTouch® dispone de un lenguaje de programación sencillo y extenso para la realización de cálculos en segundo plano, simulaciones, etc. Su programación está estructurada en grupos y eventos. Los programas condicionales se pueden asociar a resultados (verdadero, falso, mientras sea verdadero o falso) o botones (al pulsar, al mantener o al soltar). Los programas de pantallas se invocan al abrir, cerrar o mientras la pantalla esté visible. Los programas por cambio de valores se activan al cambio de valores de tags, por acciones del operador (como la selección de objetos), o como resultado de eventos o condiciones de alarmas. Debido a que no se podrá contar con la planta física para realizar pruebas del sistema se realizará la programación del PLC sobre la plataforma de Wonderware Incontrol, la cual permite de forma virtual simular el comportamiento de un PLC y realizar, las comunicaciones con el sistema de monitoreo como si se contara con el sistema físico InControl es un componente de control, de arquitectura abierta, que permite diseñar, crear, probar y ejecutar programas para controlar procesos, es decir simula el comportamiento de un PLC Permite el trabajo en una gran variedad de lenguajes de programación, tanto gráficos como en modo texto, incluyendo el lenguaje de control de posicionamiento. El software de InControl proporciona una alternativa de bajo costo con respecto a los PLCs. InControl ofrece un paquete más robusto de control, una conectividad abierta sumamente superior y capacidades sofisticadas de la lógica para manejar procesos discretos y de batch complejos. También ofrece la mayor capacidad total comparada a los Micro PLCs. Actualmente se encuentra disponible en su versión 7.1 y es la que usaremos en el presente proyecto

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Historian es una base de datos histórica accesible en tiempo real para sistemas SCADA, el Servidor Industrial SQL es una extensión del Microsoft SQL Server. Se puede usar como un “historiador de planta” para acceder a datos referentes tanto a tiempo real como a cualquier determinado momento del histórico, permite tener la información vital que necesitan para mejorar la calidad del producto y su eficiencia. Con este nivel de visibilidad, problemas de calidad del producto e ineficiencias de procesos delicados pueden corregirse oportunamente.

9 COMUNICACIONES ENTRE NIVEL DE PLANTA-NIVEL DE CAMPO-NIVEL DE SUPERVISION

Para establecer comunicaciones con los sensores remotos y actuadores remotos ubicados en cada una de las maquinas se establecerá por medio del protocolo Modbus TCP/IP.

Figura 10: Arquitectura de comunicaciones Incolbest

9.1 MODBUS Es un protocolo de comunicación serial basado en el modelo maestro/esclavo, a la fecha es un estándar de facto, es público, muy seguro, no requiere licencias y su implementación es relativamente fácil en dispositivos electrónicos. El protocolo MODBUS es un protocolo que usa líneas seriales, por lo que comúnmente se implementa sobre redes de comunicación RS-485, pero también sobre redes que usan la comunicación serial RS-232, incluso se puede implementar vía TCP/IP sobre una red Ethernet. Modos de Transmisión del MODBUS Los modos de transmisión definen como se envían los paquetes de datos entre maestros y esclavos, el protocolo MODBUS define dos principales modos de transmisión:

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MODBUS RTU (Remote Terminal Unit). La comunicación entre dispositivos se realiza por medio de datos binarios. Esta es la opción más usada del protocolo y es la que se implementó. MODBUS ASCII (American Standard Code for Information Interchange). La comunicación entre dispositivos se hace por medio de caracteres ASCII. Comunicación Maestro-Esclavo en MODBUS El MODBUS siempre funciona con un maestro y uno o más esclavos, siendo el maestro quién controla en todo momento el inicio de la comunicación con los esclavos, que según la especificación pueden ser hasta 247 en una misma red. El esclavo por otro lado se limita a retornar los datos solicitados por el maestro, así de simple es la comunicación usando el MODBUS, el maestro envía los mensajes y el respectivo esclavo los responde. Cada esclavo debe tener una única dirección, así el maestro sabe con quién se debe comunicar. PROTOCOLO: MODBUS/TCP Dado a las diversas prestaciones y beneficios que ofrece el Protocolo Modbus/TCP en las redes industriales es que se ha optado por usarlo en este proyecto. Modbus/TCP es un protocolo de comunicación diseñado para permitir a equipos industriales tales como PLCs, computadores, drivers y otros tipos de dispositivos físicos de entrada/salida comunicarse sobre una red. Fue introducido por Schneider Automation como una variante de la familia de protocolos MODBUS, ampliamente usada para la supervisión y el control de equipo de automatización. Específicamente el protocolo define el uso de mensajes MODBUS en un entorno intranet usando los protocolos TCP/IP. [14]

7.2 OPC (OLE for Process Control) Para realizar la comunicación entre el HMI Intouch y el Incontrol en el cual se simulara el PLC se utilizara OPC, por su versatilidad y fácil configuración. OPC se consigue utilizando dos componentes: OPC especializados llamados Cliente OPC y Servidor OPC. Es importante resaltar que el hecho de que la Fuente de Datos y el Cliente de Datos puedan comunicar entre sí mediante OPC no significa que sus respectivos protocolos nativos dejen de ser necesarios o hayan sido reemplazados por OPC. Al contrario, estos protocolos y/o interfaces nativos siguen existiendo, pero sólo comunican con uno de los dos componentes del software OPC. Y son los componentes OPC los que intercambian información entre sí, cerrando así el círculo. La información puede viajar de la aplicación al dispositivo sin que estos tengan que hablar directamente entre sí. [14] Beneficios de utilizar conectividad OPC 1. Una aplicación Cliente OPC puede comunicarse libremente con cualquier Servidor OPC visible en la red sin la necesidad de utilizar ningún driver específico para la Fuente de Datos.

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2. Las aplicaciones Cliente OPC pueden comunicar con tantos Servidores OPC como necesiten. No hay ninguna limitación inherente a OPC en el número de conexiones que se pueden establecer. 3. Hoy en día OPC está tan extendido que hay un Servidor OPC disponible para prácticamente todos los dispositivos nuevos o antiguos que existen en el mercado. 4. Las Fuentes de Datos (hardware o software) que utilizan OPC pueden ser intercambiadas o actualizadas sin la necesidad de actualizar los drivers utilizados por cada aplicación que comunique con ellas mediante OPC. Sólo hay que mantener actualizado el Servidor OPC para esa Fuente de Datos. 5. Los usuarios pueden elegir libremente los dispositivos, controladores y aplicaciones que mejor se ajusten a sus proyectos sin preocuparse del fabricante del que provienen o de si comunicarán entre sí… la intercomunicación se da por sentado. [14] Wonderware OPCLink El Wonderware OPCLink es un programa de aplicación Microsoft® Windows® que actúa como un convertidor de protocolo de comunicaciones. Esto permite a otros programas de aplicación de Windows el acceso a los datos de los servidores OPC local o remoto que se encuentre en línea. OPCLink puede conectarse a servidores OPC locales o remotos y se puede conectar a los clientes locales o remotos. El protocolo de comunicaciones SuiteLink es robusto. Esto significa un servidor OPC será más estable y ofrecerá un mayor rendimiento si OPCLink y el OPC servidor se instalan en el mismo equipo y sus clientes utilizan conexiones SuiteLink remotas, en la figura 11 podemos ver las conexiones entre servidores OPC –Opc link y el Windows Marker editor de Archestrea y donde se desarrollara el sistema HMI.

Figura 11: Representación graficas de las conexiones OPC

10 EL INTERNET DE LAS COSAS EN LA AUTOMATIZACION INDUSTRIAL

Hoy en día la mayoría de la información de las empresas se encuentra conectada a Internet como parte de tendencia (IoT) “Internet of Things”, se podría suponer que

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casi todas las plantas de fabricación tendría un proyecto de IO en marcha, ya que en la industria manufacturera se manejan muchos procesos y flujo de material. Pero los analistas y proveedores de tecnología coinciden en que todavía es pronto para el IoT, especialmente en los pisos de la planta. Obstáculos para la adopción más amplia incluyen problemas de seguridad para las redes de comunicación de planta y un conocimiento difuso de cómo el IoT se traduce en el uso práctico. El IO tiene muchas definiciones, pero gira en torno a los sensores de conexión, equipo inteligente, controladores lógicos programables (PLC), y la identificación por radiofrecuencia (RFID) de datos con Internet para que otros sistemas o software de análisis pueden responder o dar sentido a los datos. La gran promesa de la IO es que las tecnologías de la información (TI) tendrán un conocimiento en tiempo real de las condiciones, eventos y movimientos de material en el mundo físico [16]. En la herramienta Wonderware se cuenta con el Information Server el cual puede ser configurado como una aplicación web para ver históricos, alarmas y pantallas de InTouch desde el entorno de un navegador.

8.1 Wonderware Information Server Wonderware Information Server ofrece una solución fácil que permite agregar y presentar datos de rendimiento y producción a través de la web o la Intranet de una compañía. A través del uso de Information Server, es posible agregar grandes cantidades de datos de proceso en reportes de producción altamente informativos adecuados a las necesidades de información del personal de la planta. El contenido de Wonderware Information Server puede ser incorporado a otros portales web agregando valor e información. [17] La aplicación permite diferentes configuraciones por medio de sus funcionalidades el Application Manager y User Manager la administración de usuarios pueden ser creados directamente para el portal Web con roles específicos dependiendo de la dependencia a la cual pertenecen lo cual les da niveles de acceso de acceso diferentes a la aplicación o los usuarios que actualmente maneja la aplicación de escritorio, License Manager Estado de la licencia y fecha de vencimiento. Portal Configuration Configuración del entorno. Data Source Manager Administración de las Bases de Datos Factory, Alarm Manager Administrar las alarmas que previamente se han configurado en la base de datos de Archestra. La funcionalidad más importante Win-XML Exporter, que es la aplicación que usaremos para convertir y publicar nuestra aplicación. [17]

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CAPITULO 3

DESCRIPCION SITUACIÓN ACTUAL

A continuación se analiza la situación actual de empresas del sector de fabricación de pastillas para frenos en Colombia y el mundo para dar un contexto de porque se hace necesaria la automatización del proceso actual realizado por Incolbest en la fabricación de pastillas para frenos.

1. SITUACIÓN ACTUAL EMPRESAS FABRICANTES DE PASTILLAS PARA FRENOS

En la actualidad la mayoría de empresas del sector de autopartes alrededor del mundo han ido mejorando la forma en que realizan sus procesos productivos con el fin se ser más competitivos y obtener una alta calidad en sus productos, tal es el caso de empresas como:

La compañía KUKA en Augsburgo la cual dio a BBA Friction una solución para automatizar la manipulación de pastillas de freno. A pesar que las piezas individuales no pesan mucho, cada operario debía mover por turno, material con un peso total de aprox. seis toneladas, lo que causaba frecuentemente estados de enfermedad. BBA Friction analizó intensivamente el mercado a fin de encontrar una instalación robusta, que pueda resistir las severas condiciones industriales. Se encontró una solución en base a seis robots KUKA. Cuatro robots IR 363/30, cada uno de ellos equipados con un listón magnético IR 363/30, recogen las piezas dispuestas en línea sobre una cinta transportadora y las depositan en un portador de piezas. Antes, con un listón guía, mide la profundidad para verificar si la capa correspondiente está libre. [16]

La empresa Colombiana MAFRICCION posee un Laboratorio de Control Calidad e Investigación y Desarrollo dotado metrológicamente con equipos de medición y ensayo que garantizan las especificaciones de los productos terminados y el control de las variables sobre los procesos. El equipo FAST (Friction Assesment Screeening Test), el Durómetro ROCKWELL, los hornos de precisión, el software del nuevo sistema de graficación del equipo FAST asegura la permanente evaluación y análisis de los materiales para garantizar la excelencia y seguridad de todos los productos [18].

La empresa Remsa es hoy en día considerada el mayor fabricante europeo de materiales de fricción del mercado independiente. Remsa incorpora la más avanzada tecnología en los procesos de producción para conseguir un producto final de primera calidad. [18]

En contraste del escenario de las empresas antes mencionadas se tiene la situación de la empresa española Galfer, en la cual lo sorprende del proceso es que en gran parte es manual, ya que se suelen hacer series muy cortas debido a la cantidad de modelos, variaciones y compuesto que exige el mercado. Como se suele decir, todos los vinos siguen aparentemente procesos similares, pero nunca hay un mismo resultado. [19]

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A continuación se analizará la situación puntual de Incolbest y por qué decide automatizar sus procesos y no continuar realizándolos de forma manual con es el caso de la empresa Galfer.

2. SITUACIÓN ACTUAL INCOLBEST En la actualidad se llevan a cabo en la empresa la fabricación de 1229 referencias diferentes de las cuales el 90% tiene un flujo y el 10% restante uno diferentes, lo cual dificulta su manejo y seguimiento. Las pastillas que tiene una platina integrada tienen un flujo de proceso más largo que el desarrollado para las pastillas que no la tiene, ya que estas últimas no deben sufrir un proceso de formado y van una batería de prensas de curado especiales y usadas únicamente, para estas referencias por tal razón su producción es mucho más rápida, sencilla y no genera traumatismo, por el contrario la fabricación de las referencias que poseen platinas es más larga y con cuellos de botella en su desarrollo debido a que por las características de los procesos y las máquinas, actualmente se tiene tiempos de inactividad muy altos como se puede ver en la Tabla 3 la cual describe las paradas típicas que se presentan en la empresa Incolbest s.a. en 1 año de producción.

Tipo Parada Tiempo min Porcentaje

Cambio de herramental 11952 37,99%

Mantenimiento correctivo 5126 16,29%

Falta de mezclas 2740 8,71%

Montaje 2410 7,66%

Reunión no programada 1857 5,90%

Pruebas calidad 1825 5,80%

Permisos personales 1560 4,96%

Falta de material 900 2,86%

Falta de platina 710 2,26%

Precalentamiento 447 1,42%

Baja temperatura 420 1,33%

Cambio de piedras 390 1,24%

Enfermedad 340 1,08%

Falta suministros 280 0,89%

Daño de herramental 240 0,76%

Falta de mallas 160 0,51%

Cambio de disco 40 0,13%

Corte de energía 35 0,11%

Cambio de mezcla 30 0,10%

Capacitación 0 0,00%

Reunión de seguridad 0 0,00%

Total general 31462 100,00%

Tabla 3. Paradas Típicas actuales planta Incolbest Fuente: Incolbest s.a.

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Figura 12. Distribución de equipos en los procesos de alistamiento de platina, curado y formado

Como se muestra en el diagrama de flujo de la Figura 12 (situación actual), el proceso inicia cuando en la orden de producción , ya está especificada la cantidad de pastillas a fabricar, la cantidad de material y las especificaciones que debe tener el material de fricción, una vez se tiene esta orden se procede con la etapa de limpieza de cada una de las platinas y el proceso de formado de las pastillas, estas dos piezas se une en el proceso de curado, en la actualidad este proceso no tiene ningún tipo de automatización por tal razón no hay forma de hacer seguimiento a los sub-productos ni a las máquinas, lo cual ocasiona retardos innecesario y tiempo ocioso de las máquinas, la empresa desea hacer una automatización que no incurra en costos altos para la compañía pero que mejore notablemente el rendimiento de las máquinas. Por tal razón se explicara brevemente el despliegue del proceso productivo en Incolbest, las máquinas y materiales que intervienen:

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2.1 Definición Las pastillas de freno como la observada en la Figura 13 son unas placas metálicas que llevan pegado en una de sus caras un elemento denominado material de fricción, van instaladas en el interior de las pinzas de freno. Las pastillas de freno constan convencionalmente de un soporte metálico como el de la figura 14 y un bloque de material de fricción, siendo fundamental la unión entre ambos componentes para que la pastilla de freno cumpla adecuadamente con las especificaciones necesarias para la función de su aplicación. Normalmente cuando se pisa el pedal de freno, se emplea una parte de la capacidad total de frenado del carro, la capacidad de reserva se usa cuando se pisa a fondo. Por tanto, es casi imposible saber si se está perdiendo capacidad de frenos de reserva, pues casi nunca se emplea el 100% de la capacidad. Perder la capacidad de frenado de las pastillas conlleva a que cada vez la distancia para frenar sea más larga que la habitual, llevándola cada vez más lejos, siendo incluso factible que no se logre parar. [24]

Figura 13. Pastilla de freno.

Figura 14. Soporte metálico

Tipos de pastillas de freno Semimetálicas o metálicas: como se puede deducir por el nombre contienen materiales de fricción metálicos como el hierro. La fricción en condiciones de seco y

mojado no suelen variar demasiado en este tipo de componentes.Tienen la ventaja

de que su duración es superior a las pastillas orgánicas o ecológicas, pues llegan a alcanzar los 15.000 kilómetros. El inconveniente es que con este tipo de material, el calor desprendido es enorme, necesitando una capa aislante para proteger el resto de componentes cercanos (por ejemplo, no hacer hervir el líquido de frenos y que se quede sin él). [24]

Orgánicas (carbón o cerámica): están compuestas de materiales como el grafito,

pero poseen otras fibras y resinas que ofrecen flexibilidad de maleabilidad hasta cierto

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grado. Tienen la ventaja de que una vez realizado el rodaje, son de una inmejorable calidad y adherencia al frenar. Resisten más la temperatura que las metálicas, lo cual hace que el disco tenga una vida media superior. Con este tipo de pastillas hay que tocar levemente y no a fondo los frenos durante los primeros kilómetros de rodaje, para que creen una capa vítrea con el fin de que no se quemen las pastillas. Tienen una duración de 10.000 kilómetros aproximadamente. [24]

2.2 Proceso De Fabricación De Pastillas De Freno En la figura 15 se describe el proceso productivo actual de la fabricación de pastillas para frenos en la empresa Incolbest s.a.

Figura 15. Diagrama de flujo del proceso productivo

Fuente: INCOLBEST s.a

Los pasos fundamentales que se deben de seguir a la hora de fabricar pastillas para frenos detallados en la Figura 15 son descritos brevemente a continuación:

EL PROCESO DE MEZCLADO: Es uno de los principales pasos dentro del proceso

de fabricación, ya que su misión es la de mezclar todos los componentes de forma

Generacion ordenes de produccion

Pastilla, integrada

?

Solicitud de platina

Alistamiento entrega de

platina

Lavado

Granallado

Granallado ?

Micropercusio

Aplicación de pegante

Secado de pegante

Alistamiento platina

Orden de mezclado

Mezclado

Formado

Precalentamiento?

Curado

Limpieza

Alistamiento carros torque

Horneado

Descargue carros horno

RectificadoRectificado

taco

Ranurado

Perforado

Pintura Electrostatica

Engomado

Horno Engomado

Marcado Tampo o Inkjet

Remachado

Solicitud accesorios

Pegado Placa

Empaque x Juego

Empaque x 20 jgs

Si

No

Si

No

Si

No

PrecalentamientoPreforma(horno)

Si

No

Pastilla, integrada

?

Si

No

Torque carros horno

Carros con torque? Si

No

Engomado?

Accesorios?

Enfriamiento

Gamas de calidad

Transporte APT

Proforma Cliente

Orden de produccion

Perforado

Cargue TR 500

Cargue TR 13

Lista de recoleccion

Pegado de placa

Lista de recolección Mezclado

Underlayer

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homogénea. Para conseguir una buena homogeneización de la mezcla, el mezclador está provisto de un eje central que hace girar los componentes en forma de ochos y en otro eje dos cuchillas batidoras que son las que van homogeneizando la mezcla. En este proceso, uno de los factores críticos es el tiempo que los diferentes materiales pasen en el mezclador, ya que este periodo debe estar definido dependiendo del tipo de fibras que se vayan a mezclar.

Figura 16.proceso de mezclado INCOLBEST

ALISTAMIENTO DE PLATINA: Este proceso se divide en las siguientes etapas:

Desengrase: Las platinas pasan inicialmente por un proceso de limpieza en donde

son lavadas a presión con un desengrasante a una temperatura de 40˚C a 70 ˚C durante 4min para remover la grasa de procesos anteriores aproximadamente. Una vez culminado el lavado las platinas son transportadas manualmente a la siguiente fase del proceso.

Figura 17.proceso de limpieza INCOLBEST

Granallado: En este proceso se someten las platinas a un flujo de alta presión de

pequeñas esferas de acero (granalla), que permite eliminar cualquier rebaba u oxido presente en la platina. La operación de la maquina se realiza manualmente .Las platinas limpias son colocadas manualmente por el operador en mesas rodantes que son llevadas al área de marcado.

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Figura 18.proceso de granallado INCOLBEST Marcado: En este proceso las platinas son marcadas manualmente por un operario

como se puede ver en la Figura 19 (A) con su número de serie de acuerdo a la orden de producción a la cual pertenecen según el ejemplo de la Figura 19 (B).

Figura 19.proceso de marcado INCOLBEST

Aplicación adhesivo: Este paso es crítico en el proceso ya que garantiza una

correcta adherencia del material de fricción al soporte. El pegante es aplicado manualmente con una pistola de aire comprimido a gran velocidad atomizando las piezas, las cuales permanecen en mesas para su secado natural.

Figura 20.proceso de Aplicación adhesivo INCOLBEST

A

B

39

FORMADO: El material de fricción es trasladado en un contenedor por unas bandas

hasta el lugar de trabajo, el operador procede a medir la cantidad necesaria a utilizar para cada tipo de pastilla (Figura 21 A). El material de fricción es colocado en una prensa a una temperatura y presión previamente definidas para el tipo de mezcla y por medio del prensado se logran aglutinar los diferentes componentes y reducir su volumen, el producto terminado es colocado en carros que son traslados al área de curado. Este proceso lleva asociado unos ciclos de prensado, es decir, que una prensa actúa sobre las pastillas durante un determinado tiempo, para luego permitir la salida de los gases, el resultado final son las pastillas de la Figura 21 (B)

Figura 21.proceso de FORMADO INCOLBEST

CURADO: En esta etapa los soportes son pegados al material de fricción, esto se

produce por dos motivos principales, uno de ellos es que el soporte lleva impregnado una resina que consigue la adhesión del material y por otro lado, existen unos huecos pasantes en los soportes cuya función es la de alojar el material de fricción que fluye para conseguir una completa fijación del material de fricción al soporte. El tiempo típico de prensado varía de 10 a 12 minutos según la fórmula empleada para permitir el curado en prensa de las resinas. En esta maniobra el operario coloca unos moldes en forma de láminas (el tamaño y forma varían dependiendo del tipo de platina) en la prensa para luego manualmente insertar las platinas provenientes del proceso en frio dentro de los moldes, unas vez culminado el prensado las pastillas son retiradas de los moldes (Figuras 22 A y B).

Figura 22.proceso de curado INCOLBEST

A

B

A

B

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HORNOS: En esta última fase, el material de fricción sube a temperaturas de 500ºC

o superiores debido a la acción de una placa caliente o bajo el efecto de una llama como en el horno de la figura 23 A y figura 23 B. En este último proceso se elimina una gran parte de materiales orgánicos aún existentes, el polímero (resina) se grafitiza y la pastilla de freno adquiere sus características definitivas.

Figura 23.proceso de Horno INCOLBEST

RECTIFICADO Y RANURADO: En esta etapa las pastillas sufren diferentes procesos

de mecanización para adaptarlas a las características dimensionales requeridas por cada aplicación. Es decir, se rectifican para conseguir el espesor de material de fricción necesario. Otro de los procesos que pueden sufrir es la realización de catas o ranuras, al igual que los chaflanes.

Figura 24.proceso de Rectificado y Ranurado INCOLBEST

PINTURA ELECTROSTÁTICA: Las pastillas provenientes del proceso de Rectificado

y Ranurado son colocadas ordenadamente con el material de fricción hacia abajo en una banda que va avanzando para ser atomizadas con pintura electrostática por medio de un equipo automatizado que funcionan con aire comprimido.

A B

A B

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Figura 25.proceso de pintura INCOLBEST

MARCADO Y FIJACIÓN ACCESORIOS: Durante esta etapa se le añaden a las

pastillas todos los elementos complementarios tales como los muelles, resortes, avisadores, etc. Las pastillas están finalizadas, solo queda marcarlas y empacarlas para poderlas entregar a los diferentes clientes.

Figura 26.proceso de Marcado y Fijación accesorios INCOLBEST

2.3 Tiempos De Procesamiento

Para determinar el tiempo promedio que tarda una pastilla en ser producida, se realizó una toma referencial de tiempos, debido a la gran variedad de referencias que se producen en la planta tanto en forma, como en tamaño y mezcla. Por tal razón se pueden dividir inicialmente en 2 grandes grupos las pastillas que tienen platina integrada y las que no la poseen, lo cual corresponde al 90% de la producción y la restante al 10% respectivamente.

Por tal motivo este trabajo se centrará en las referencias que cuentan con pastilla, ya que las otras van directamente a los hornos de curado y su proceso es más sencillo e inmediato.

A B

C

A B

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Para poder determinar el tiempo total de procesamiento se tendrá en cuenta tiempos parciales tales como: El tiempo de espera (wi) Es el tiempo que el trabajo está en cola esperando a ser procesado en una máquina, dentro del tiempo de espera podemos discriminar:

Cambio de Herramentales: Es el tiempo que tarda el operario en cambiar los moldes cuando se realiza cambio de referencia.

Cambio de molde: Es el tiempo que tarda una misma referencia en las prensas de curado cuando no existen suficientes moldes para toda la orden.

Cambio de presión de curado o formado: Es el tiempo que tarda el sistema en hacer el cambio de presión cuando se realiza cambio de familia en la maquina ya sea en las prensas de curado en las de formado.

Cambio de Mezcla: Es el tiempo que tarda el operario en realizar el cambio de mezcla en las tolvas en el caso de las prensas de formado.

El tiempo de finalización (ti) corresponde al instante en el que se termina la última operación de un trabajo. El tiempo de llegada (ai) corresponde al instante en el que se inicia cada una de las operaciones de un trabajo. Nos centraremos en la revisión de los tiempos de proceso correspondientes a los sub-proceso de alistamiento de platina, formado y curado los cuales serán usados para modelar los procesos por Redes de Petri Coloreadas (RdPC). En el Anexo 3 se pueden observar los tiempos de procesamiento actual en planta.

CAPITULO 4

APROXIMACIÓN AL MODELO DE MONITOREO Y SUPERVISIÓN A PARTIR DE LOS RASGOS TECNOLÓGICOS DEL SISTEMA DE

FABRICACIÓN DE PASTILLAS PARA FRENOS Siendo el objetivo modelar y supervisar los procesos de alistamiento, formado y curado de platina, parece claro que primero se debe saber cómo funcionan esos procesos. Como se verá, el tipo de automatización a implantar depende del tipo de proceso a automatizar: no da lo mismo automatizar un proceso continuo que un proceso gobernado por eventos. Debido a la gran cantidad de procesos distintos que funcionan actualmente, consideraremos sólo los más importantes desde el punto de la automatización, y obtendremos modelos con sus características esenciales. Para tal fin se iniciará de la siguiente forma:

Agrupación tecnológica de las 1229 referencias diferentes que existen en Incolbest s.a. en familias dependiendo del proceso que se sea tratando.

Criterios de flexibilidad: Se revisan los criterios de flexibilidad presentes en Incolbest s.a.

Planificación detallada de las líneas de espera: Una vez se ha determinado el tipo de flexibilidad que se manejará en la planta y que el problema son los cuellos de botella presentes se realiza por teoría de colas el análisis de esta situación para así determinar qué cantidad de piezas están esperando a ser atendidas.

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Redes de Petri: Con el modelo resultante se procede a hacer el modelamiento del sistema por Redes de Petri, teniendo en cuenta en que se mantendrán las flexibilidades de ruta y mezcla, sin aumentar la cola de producción presente en cada una de las máquinas. Por otro lado el modelamiento del sistema de supervisión se realizará siguiendo un nivel de automatización parcial por las siguientes razones:

Características de la planta

Requerimientos formulados por el cliente

Condiciones físicas de la planta

Necesidades actuales de la misma las cuales son básicamente el seguimiento continuo de los sub-productos del proceso sin incurrir en costos altos y el mejoramiento del flujo de proceso.

1. AGRUPACIÓN POR TECNOLOGÍA DE GRUPOS: El proceso de producción total se centra en los sub-procesos de alistamiento de platina, formado y curado, debido al alto volumen de producción y la gran variedad de piezas diferentes que convergen en diferentes equipos con características similares pero sin ningún control, por tal motivo se debe realizar una agrupación por familias la cual se realizará teniendo en cuenta los siguientes parámetros de similitud: Por Atributos de diseño. Teniendo en cuenta criterios calificativos tales como las características de los tipo de máquinas, tipo de mezcla, y el tipo de herramentales (moldes y cavidades de cada uno de ellos). Por Atributos de manufactura. Los criterios calificativos son los procesos de producción, la secuencia de operación, el tiempo de producción, el tamaño del lote. Mediante la inspección visual en la planta y la revisión de las hojas de producción actuales, se realizará una codificación y clasificación en familias de todas las referencias existentes con el fin de hacer seguimiento de cada una de las órdenes durante cada uno de los sub-procesos en la línea de producción.

1.1 Alistamiento de platina: En esta etapa del proceso las referencias se agruparán en dos familias; las que poseen platina (CP) que representan el 89% de la producción total de la planta y las que no la poseen las cuales solo constituyen el 10%.Las familias sin pastilla irán directamente a las prensas de curado y no tendrán alistamiento previo, esta familia será conocida en adelante como (SP) serán curadas directamente y tienen un tiempo de producción menor, todas las referencias pueden realizarse sin platina esta característica será especificada desde el comienzo de la generación de la orden por la persona encargada en la planta. La familia con alistamiento de platina se dividen en dos nuevas familias, unas pasan a Formado y las otras van directamente a las prensas de curado, ya que estas referencias debido a su tamaño se hacen con un curado directo en las prensas (WA-0171, WA-173 y WA-147)

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En el proceso de alistamiento de platina se distinguen cuatro pasos principales: Desengrase, Granallado, Marcado, Aplicación de Adhesivo, Secado de pegante. En el caso del desengrase, granallado son realizados por una máquina por la cual deben pasar todas las platinas en línea y posteriormente, el marcado es realizado pieza a pieza por un operario y la aplicación del pegante es realizado por una máquina semi-automatizada que mejora la calidad del proceso la cual fue instalada recientemente, por tal razón no hay forma de realizan más agrupación de las referencias y las familias serán como se puede ver en la Tabla 4.

Tabla 4. Familias proceso de Alistamiento de Platina

1.2 Formado: En esta etapa del proceso de distingues 5 máquinas (WA 01-49, WA 01-68, WA 01-72 WA 01-14, WA 01-30) en las cuales se puede realizar el proceso de formado del material de fricción; revisando el plan de producción de la empresa se hace una división inicial por mezcla y participación en la producción total como se muestra en la Tabla 5:

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Tabla 5. Familias proceso de formado

Se puede concluir que en su orden la Familia 1 tiene el mayor peso dentro de la producción de la empresa seguida de la familia 2 y 3 respectivamente, con este orden de prioridad se organizan las órdenes en cada una de las máquinas.

1.3 Curado El proceso de curado se cuentan con cuatro tipos de Maquinas: Molde Corto, Molde Largo, Molde Directo y Baterías, el proceso de los Moldes Directos y la Baterías son procesos diferentes y que tiene bajo nivel de producción 10%, los Moldes cortos y largo son el 90% de la producción total por tal motivo la agrupación tecnológica de este proceso se centrara en estos dos moldes. De acuerdo a los atributos mencionados anteriormente tendremos el orden en el cual se configura la agrupación: Tipo de Maquina: Inicialmente se hará una agrupación por el tipo de máquina a la cual va cada referencia.

Molde Corto: Cuenta con cuatro máquinas en las cuales se puede curar (WA-109, WA-110 WA-169, WA-148), la diferencia entre cada una de ellas es la presión a la cual se debe curar la pieza, en estas prensas existen 5 pisos en los cuales solo puede ingresar un molde x ciclo. Molde largo: Cuenta con dos máquinas en las cuales se puede curar (WA-129, WA-137); la diferencia que existe entre cada una de ellas es la presión a la

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cual se debe curar la pieza, en estos moldes existen dos puestos de trabajo en cada uno de los cuales existen 3 pisos con capacidad de ingresar 3 moldes por piso. Batería: Cuenta con una máquina con cuatro puestos en las cuales se puede curar WA-115 (1-2-3-4) no existe diferencia entre cada una de ellas en la presión a la cual se debe curar la pieza, se pueden curar piezas a la misma o diferente presión cuenta con 1 molde y 4 cavidades, estas piezas no pasan por la etapa de formado. Cv (Pastilla de camión): Cuenta con 2 máquinas WA-171, WA-173 no existe ninguna diferencia entre ellas cuentan con un piso en las cuales se pueden curar 1 o 2 pastillas.

Presión de Curado: Una vez se agrupan las piezas por el tipo de máquina a la cual deben ir, se debe hacer la agrupación por las presiones, la cual depende de la máquina y de la formulación. Tiempos de ciclo: El tiempo de ciclo de cada referencia depende de la máquina y de la formulación; es un buen criterio para poder determinar que piezas pueden salir más rápido y si hay posibilidad de mezclar más de una referencia en la máquina. Tamaño del lote: El tamaño del lote viene indicado en cada una de las órdenes, de producción de no ser marcada como prioritaria, el tamaño del lote entrara como un parámetro de estandarización del proceso. Herramentales: Los Herramentales son los moldes de cada una de las máquinas, cada referencia tiene una cantidad de moldes diferentes con diferentes cavidades, por lo cual la capacidad de producir cada una de las referencias es diferentes y afectara directamente el tiempo total que tarde la orden de producción en estar lista. Como se puede ver en el Anexo 2.Familias proceso de curado se logró reducir de 2650 piezas a 356 familias, lo cual nos permite optimizar tiempo y recursos operativos, se efectuó la agrupación con los criterios mencionados anteriormente dando peso inicialmente al tipo de molde (corto, largo, batería y CV) a continuación se realiza por la geometría del molde, la cantidad de referencias que se hacen de cada molde y la participación en la producción total.

2. CRITERIOS DE FLEXIBILIDAD Para determinar qué tipo de flexibilidad será manejada en el proyecto se tendrán en cuenta una serie de criterios: 1. Prueba de Variedad de partes. Definir si el sistema puede operar diversidad de partes en modo de lotes.

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2. Prueba de cambio de calendarización. Verificar si el sistema puede aceptar cambios en la calendarización de la producción, ya sea por mezcla de partes o cantidades de producción. 3. Prueba de recuperación de Errores. El sistema se puede recuperar de fallas en el equipo y paros de la producción, de manera que la producción no se detenga completamente. 4. Prueba de la parte nueva. Verificar que nuevas partes o diseños puedan ser introducidas en una mezcla de producto existente. [10] Criterios de análisis de la flexibilidad a tener en cuenta se presentan en la tabla 7:

Criterio de Flexibilidad Tipo de Flexibilidad seleccionado

Prueba de recuperación de errores: -¿Puede el sistema recuperarse sin problema de fallas en el equipo, o demoras adicionales, de forma que la producción no sea completamente detenida? -Ya que el sistema cuenta con máquinas intercambiables capaces de realizar la misma operación, en caso de un corte de ruta?

Flexibilidad de ruta

Prueba de partes nuevas: -¿Pueden diseños de partes nuevas ser introducidas dentro de una mezcla de productos existentes con relativa facilidad en el modelo actual? - ¿Representa la habilidad del sistema de manufactura para producir un número determinado de diferentes productos?

Flexibilidad de producto

Tabla 6. Análisis de Flexibilidad

Los procesos del sistema de producción que se intervendrán consisten de cuatro subproceso, alistamiento de platina, formado y curado, de acá en adelante serán llamados estaciones de producción. La estación n°1 es alistamiento de platina. La estación n° 2 realiza operaciones de formado y está compuesta por tres máquinas iguales pero con diferente peso en la producción. La estación n° 3 tiene en total siete prensas para producción general, cuatro destinadas a las pastillas para motos y 3 para las pastillas para camión. Las estaciones no están conectadas por un sistema de transporte este movimiento de sub-productos se realiza de forma manual por medio de carros. La media del transporte es de 3 min. El sistema de Incolbest produce los diferentes tipos de familias como se mencionó en la tecnología de grupos. Las fracciones de la mezcla y las rutas de proceso para las diferentes partes se presentan en la Tabla 5, Tabla 6 y Tabla 7, debido a que se maneja una producción paralela se trataran los cuatro procesos por separado. Con la información anterior procederemos a determinar la tasa máxima de producción del sistema, las tasas de producción para cada producto, la utilización de cada estación y el número de servidores ocupados en cada estación.

48

CURADO

WA-0109

Tiempo de ciclo de curado min 10,25

Metidas 20

N° Pisos 0109 5

Moldes por piso 1

Pastillas / molde 4 5 6 8 9

Pastillas/piso 0109 4 5 6 8 9

Pastillas / ciclo 20 25 30 40 45

Ciclos al turno 41

Juegos/turno 204 255 306 408 459

WA-0110

Tiempo de ciclo de curado min 10,25

Metidas 20

N° Pisos 0110 5

Moldes por piso 1

Pastillas / molde 3 4 5 6 8 9

Pastillas/piso 0110 3 4 5 6 8 9

Pastillas / ciclo 15 20 25 30 40 45

Ciclos al turno 41

Juegos/turno 153 204 255 306 408 459

WA-0129

Tiempo de ciclo de curado min 13

Metidas 20

N° Pisos 0129A 3

Moldes por piso 3

Pastillas / molde 4 5 6

Pastillas/piso 0129A 12 15 18

Pastillas / ciclo 36 45 54

Ciclos al turno 32

Juegos/turno 289 362 434

WA-0137A

Tiempo de ciclo de curado min 13

Metidas 20

N° Pisos 0137A 3

Moldes por piso 3

Pastillas / molde 4 5 6

Pastillas/piso 0137A 12 15 18

Pastillas / ciclo 36 45 54

Ciclos al turno 32

Juegos/turno 289 362 434

WA-0170

Tiempo de ciclo de curado min 11

Metidas 20

N° Pisos 0170 4

Moldes por piso 2

Pastillas / molde 4 5 6 8 9

Pastillas/piso 0170 8 10 12 16 18

Pastillas / ciclo 32 40 48 64 72

Ciclos al turno 38

Juegos/turno 304 380 456 608 684

Con el fin de justificar porque en la empresa Incolbest s.a. cuenta con una flexibilidad de manufactura de mezcla y de producto en la cual el principal problema es el cuello de botella que se presenta al inicio de los procesos de formado y curado.

Tasa de producción de todas las partes:

Rp* = s* / WL* (1) Donde Rp* = tasa de producción máxima de todos los estilos de partes producidos por el sistema, el cual es determinado por la capacidad de la estación cuello de botella (pza/min), s* = número de servidores en el cuello de botella, y WL* = carga de trabajo en la estación cuello de botella (min/pza).

Tabla 7. WL* = carga de trabajo en la estación cuello de botella (min/pza).

El WL* del proceso puede ser visto en el Anexo 1 donde se describen los tiempos de cada uno de los procesos por pieza en minutos, un ejemplo de ellos se puede ver en la tabla 7 .La estación cuello de botella se obtiene identificando el mayor cociente del WLi /si. Como se ve en el Anexo 1 claramente el cuello de botella se encuentra en la estación n° 3 (curado), la cual determina la máxima producción del sistema, específicamente en los subsistemas de moldes cortos y moldes de camión, situación de esperar debido a que el proceso va en línea recta en la estación n° 1 pasa luego por a ser una estructura paralela en donde las piezas se abren en 5 máquinas en la estación n° 2 dependiendo de su geometría y características de fabricación para luego pasar a la estación n° 3 en donde existen diferentes tipos de máquinas para cada tipo de geometría, debido a que las máquinas de molde corto presentan la mayor participación en el total de la producción se tomara esta como cuello de botella y no la de camión que presenta el mayor índice pero la menor participación en la producción total.

Rp* = 7/6.5 = 1,07 pza/min Tasa de producción de partes individuales: se obtiene multiplicando el Rp* por su respectiva razón de partes en el total de la producción:

Tiempo por pieza (min)

49

Rpj* = pj(Rp*) (2) Donde Rpj* = la tasa de producción máxima del estilo j de partes (pza/min), y pj = la fracción de partes del estilo j.pj. Las piezas que pasan por los moldes largos con el 57% de la producción total de la fábrica por tal razón este será nuestro

Rp* = 1.07*(0.57) =0.60 pza/min Utilización: es la proporción de tiempo que los servidores están trabajando y no de ocio. Esto es:

Ui = (WLi / si)(Rp*) (3) Donde Ui = la utilización de la estación, WLi = carga de trabajo de la estación i (min/pza), si = número de servidores en la estación i, Rp* = tasa de producción total (pza/min). Analizaremos el grado de utilización de la estación que presenta el cuello de botella U1 = (1.07) (0.6) = 0.64 (64%) Como podemos ver la estación esta subutilizada lo que nos indica que permanece el 26% del tiempo sin piezas para fabricar. Para calcular el promedio de utilización de las estaciones se incluyen todas las estaciones más el sistema de transporte; esto es:

Ū = ( Ui) / (n+1), desde i = 1 hasta n+1. (4) Utilización total del sistema:

Ūs = ( siUi) / ( si), desde i = 1 hasta n. (5) Donde Ūs = utilización total del FMS, si = número de servidores en la estación i, y Ui = utilización de la estación i.

El número de servidores ocupados en cada estación es:

BSi = WLi (Rp*) (6) Donde BSi = número de servidores ocupados en promedio en la estación i, WLi = carga de trabajo en la estación i.

3. PLANIFICACION DETALLADA DE LAS LINEAS DE ESPERA EN INCOLBEST.

En la mayoría de los procesos que se presentan en las empresas de manufactura, aparecen las líneas de espera. Esto debido a que casi siempre, la capacidad de servicio en algún momento es menor que la capacidad demandada.

50

P0 1

/ n

n!

/ s

s!(1 )n0

s1

Este proceso de generación de líneas de espera, trae consigo diferentes tipos de inconvenientes que se reflejan a corto y mediano plazo. Por tal motivo, se cuenta con un conjunto de modelos matemáticos que se enmarcan en el área de la denominada “La Teoría de Colas” [7]. Estos modelos buscan encontrar el equilibrio entre el número de unidades que se encuentran en la línea de espera y la cantidad de estaciones que satisfagan la demanda de servicio. En la fabricación de pastillas para frenos como ya se ha indicado con anterioridad se pueden observar varios procesos combinatorios que no permiten que la producción sea completamente lineal .Por tal razón se tomaran en cuenta los criterio de disciplina en las colas FIFO primero en llegar primero en ser atendido que usualmente son las ordenes que mayor representación tienen en la producción total debido a la agrupación tecnológica previamente realizada aunque existen excepciones en las cuales se aplicará EDD (Earliest Due Date) para aquellos trabajos de alta prioridad y con tiempos de entrega menores a los establecidos en la disciplina de colas FIFO. Una vez realizado este análisis se plantea el modelo a usar en nuestro caso el cual corresponde a un M/M/S (Servidores múltiples, tiempo de servicio exponencial). M = distribución exponencial (“Markovian”)

Figura 27. Modelo básico M/M/S

Las ecuaciones que se usarán para el análisis del sistema actual en Incolbest son: Probabilidad que sistema este vacío: (7) Número promedio en línea: (8) Tiempo esperado de espera en la cola: (9)

Numero esperado de clientes en el sistema:

qs LL (10)

Lq P0( / )s1

(s 1)!(s / )2

q

q

LW

51

Tiempo esperado de espera en el sistema:

1 qs WW (11)

Dónde: s número de estaciones. λ Tasa promedio de arribos

µ Tiempo promedio de servicio por estación. Teniendo en cuenta que nuestro modelo se compone de varias etapas diferentes tenemos:

Figura 28. Modelo fabricación de pastillas para frenos M/M/S Incolbest

Este modelo se analiza por partes debido a que cada uno de ellos tiene diferentes tasas promedio de arribo (λ) y tiempos promedios de servicio por estación (µ). De acuerdo a esto se tiene que: El modelo de la empresa se desarrolla teniendo 220 días de trabajo al año de la empresa durante los cuales se hacen actualmente pedidos de 2000 juegos en cada turno de 7 horas y 30 minutos, de acuerdo a la información suministrada por la empresa se realizan 2 turnos diarios, se tienen en el proceso productivo a analizar son 5 diferentes etapas. Debido a que este proceso no se realiza de forma continua por el cambio de herramentales, cambios de mezcla y demoras propias de los operarios se sumara este tiempo al tiempo que tarda la maquina en realizar cada una de las tareas. En la primera etapa (lavado) se realiza por una única maquina con un promedio de 1 orden (110 juegos) en 4.2 minutos +18.8 min de esperas. En la segunda etapa (Granallado) se realiza por una única maquina con un promedio de 1 orden (110 juegos) cada 4.2 minutos+ 3.8 min de esperas. En la tercera etapa (Pegante) se realiza por una única maquina con un promedio de 1 de 1 orden (110 juegos) cada 4.45 minutos + 18.55 de esperas. En la cuarta etapa (Formado) se realiza simultáneamente por 5 máquinas con un promedio de 1 orden (110 juegos) 7.17 minutos + 25 min de esperas. En la quinta etapa (Curado) se realiza en 4 tipos de prensas diferentes dependiendo del tipo de orden que se tenga (Batería, M Corto, M Largo y Pastilla Grande) Esta información esta condensadas en las tablas 8 y 9 en las cuales como se puede ver la mayor participación en la producción existe en las ordenes con molde largo y corto las ordenes de moto las cuales están en los moldes Cv es muy pequeña, estas pastillas no tiene un alistamiento de platina previo.

52

TIPO DE MOLDE CURADO

% DE PARTICIPACION EN LA PRODUCCION

Batería 8,97%

Corto 33,91%

Cv 0,31%

Largo 56,82%

Total general 100%

Tabla 8. % De Participación En La Producción Prensas De Curado

Proceso (λ) (juegos/turno) (µ) ) (juegos/turno) S(estaciones)

Lavado 2000 1999 1

Granallado 2000 5700 1

Pegante 2000 1999 1

Formado 2000 1429 5

Curado Batería 180 56 4

Curado M Corto 679 286 4

Curado M Largo 1120 362 4

Curado M Grande 62 50 2

Tabla 9. Tiempos de servicio y tasas promedio de llegadas

De tal forma que nuestro sistema queda modelado así:

Figura 29. Modelo de colas Sistema de fabricación de pastilla

53

Proceso Po (%) Lq (Juegos) Wq (días) Ls (Juegos) Ws (turno)

Lavado 0 0 0 0 0

Granallado 0 0.2 0 0 0

Pegante 0 0 0 0 0

Formado 10.19 0.2 0 1.4 0.007

Curado Batería 8.8 0.82 0.004 4.2 0.021

Curado M Corto 28 0.13 0.0019 2.5 0.0068

Curado M Largo 10.8 0.62 0.0055 3.72 0.0033

Curado M Grande 0 0 0 0 0

Tabla 10. Modelo M/M/S

Como se puede ver en la tabla 10 el sistema empieza a percibirse que las maquinas tiene tiempos de inactividad debidos al cambio de herramentales, mezclas y a los errores propios de los operarios quienes toman la decisión de que orden va primero que otra y por tal razón es necesario estar realizando continuamente inventarios después de finalizado cada proceso, al igual en la mayoría de máquinas se forman colas de trabajo en la serie total de producción que serán tenidas en cuenta a la hora de realizar el modelamiento del sistema, para evitar que estas aumenten mejorando el tiempo de inactividad actual de las máquinas.

4. REDES DE PETRI COLOREADAS. CPN. El análisis del sistema de fabricación de pastillas para frenos en Incolbest se hace considerándolo un sistema de eventos discretos, por lo que para el desarrollo del modelo se usan Redes de Petri, ya que si bien el tiempo es un factor en la fabricación de pastillas para frenos, son los eventos en el proceso los que mejor permiten caracterizarla. Existe una gran variedad de redes de Petri .Las coloreadas permiten discriminar las marcas; lo que es útil cuando coexisten simultáneamente varios productos en el sistema. [25] Las redes de Petri fueron propuestas inicialmente por Petri en su tesis doctoral, años después fueron “descubiertas” por la gente del proyecto MAC del MIT y desde entonces su utilización ha crecido exponencialmente. La aplicación a sistemas de manufactura fue hecha inicialmente por Valette y a Sistemas de Manufactura Flexible por sus alumnos Alanche et al [25]. Las redes de alto nivel fueron propuestas por Genrich y Lautenback con las redes Predicado/Transición y Jensen con las redes coloreadas. Posteriormente ha sido demostrada la equivalencia de los esquemas de alto nivel. [25] Además, las CPN son adecuadas para modelar y visualizar patrones de comportamiento que muestran concurrencia, sincronización y recursos compartidos, los cuales son factores claves cuando se trata de optimizar el rendimiento de sistemas de manufactura [15] Las principales características de las CPN, que ofrecen un formalismo adecuado para describir modelos de simulación orientados a eventos discretos son:

Todos los eventos que pueden aparecer a partir de un estado particular del sistema pueden ser fácilmente determinados a partir del espacio de estados de la CPN (árbol de cobertura).

54

Todos los eventos que pueden originar la ocurrencia de un evento particular pueden ser detectados visualmente.

Una metodología de modelado que pueda soportar ambas características para cualquier tipo de sistema orientado a eventos discretos, es esencial para abordar la mejora en el funcionamiento de sistemas complejos; desde el modelo conceptual que describe todas las relaciones entre eventos, hasta la codificación del modelo de simulación que pueda soportar la tarea de toma de decisiones de las rutinas de optimización en cualquier momento del proceso de evaluación. Una Red de Petri coloreada, RdPC, está compuesta por nueve elementos basicos RdPC = (Σ, P, T, A, N, C, G, E, I). Σ = {C1, C2, …, Cnc} conjunto finito de nc colores. Cada color corresponde a un atributo y tiene asociados m valores, Ci = {ci1, ci2, …, cim}. P = {P1, P2, …, Pnp} conjunto finito de np lugares T = {T1, T2, …, Tnt} conjunto finito de nt transiciones A = {A1, A2, …, Ana} conjunto finito de nt arcos N Función nodo: Definida sobre el conjunto de los arcos. Asocia a cada arco sus nodos terminales: origen y destino. C Función color: Definida sobre el conjunto de los lugares. Asocia a cada lugar un único color (una tipología de objeto). G Función guarda: Definida sobre el conjunto de las transiciones. Especifica las condiciones para desinhibir la transición. Se formaliza a través de expresiones booleanas. Gráficamente las condiciones se expresan entre corchetes (al lado de la transición). [16] E Función entidad: Definida sobre el conjunto de los arcos. (Generalización de la función peso W de las RdP). En arco de entrada: especifica el número de marcas de cada tipo de objeto (valor de la variable color) que se necesitan para activar la transición. En arco de salida: especifica el número de marcas de cada tipo de las entidades de salida. I Función de inicialización: Definida sobre el conjunto de los lugares. Especifica el número de marcas para cada valor de la variable color (el número de cada tipo de objeto). (Generalización de la asignación de marcas).

4.1 Búsqueda y selección de la herramienta para simulación

La búsqueda de un software adecuado para editar y simular RdPC es un proceso que consume gran cantidad de tiempo, debido a la disponibilidad de numerosos paquetes para trabajar con Redes de Petri Coloreadas. La selección formal de un software implica que, con anterioridad, se debe definir una serie de requerimientos de evaluación tales como: desempeño, tamaño, fiabilidad, robustez, portabilidad, usabilidad, etc., sin embargo esto no es factible de realizar, por lo que se recurrirá al criterio de expertos y a los siguientes requerimientos: - El software debe ser de licenciamiento libre y preferiblemente que se utilice en entornos académicos. [32] -El software debe ser un editor gráfico, con características de simulación y reporte.

55

En 1998 la Universidad de Munich realizó un estudio comparativo de todo el software existente para el análisis y simulación de Redes de Petri de alto nivel. Ese estudio [32] Incluyó 91 paquetes y determinó entre los paquetes tanto comerciales como académicos, el que mejor puntaje obtuvo a través de todas las pruebas realizadas fue el llamado CPNTool, por tal razón el modelado y optimización del sistema de manufactura planteado con anterioridad será simulado en este aplicativo.

4.2 Modelado del proceso de fabricación de pastillas para frenos

El modelo del sistema será desarrollado siguiendo los parámetros mencionados en el capítulo de rasgos tecnológicos en cuanto a la agrupación tecnológica por familia de órdenes de acuerdo a las características de producción de cada una de ellas conservando siempre la cantidad de piezas esperadas en cada una de las máquinas y en el sistema en total al igual que el tiempo que deben esperar estas en el sistema, estipulados en la teoría de colas, sin olvidar que el sistemas una vez modelado debe conservar la flexibilidad de ruta y de mezcla. El sistema productivo descrito en la sección anterior se clasifica como un sistema de eventos discretos. Existen diversos formalismos para el modelo de este tipo de sistemas, sin embargo, las RdPC representan, sistemas de este tipo. Para el sistema productivo planteado, cada evento del sistema se asociará a un nodo transición y cada actividad se asociará a un nodo lugar de la red, así una transición disparada provoca un cambio en las variables de estado del sistema, y cada lugar de la red encapsula lo que sucede entre dos eventos. De acuerdo con lo anterior, el estado del sistema de producción estará determinado por todas las marcas distribuidas en los nodos lugares. Esto significa que cada evento del sistema, conceptualizado como la finalización de una actividad y principio de otra, se representará como un nodo transición de la RdPC. Las actividades del sistema, vistas como la manipulación o transporte de piezas, la espera en cola de un producto por falta de recursos, el movimiento de un punto a otro, etc., se representarán como nodos lugar. En la herramienta CPNTool, los lugares de una red se representan como óvalos, las transiciones como rectángulos y los arcos dirigidos como flechas, los arcos dirigidos en ambos sentidos como una flecha bidireccional. [18] El modelo del sistema fue elaborado con el método constructivo “Top-Botton”, de lo general a lo específico En el nivel superior estan las ordenes que se encuentran listas para ser procesadas; a continuación cada uno de los procesos que componen la producción de la empresa, los cuales están compuestos por las diferentes máquinas y el transporte del material por cada una de ellas, también se muestran cada una de las colas en las maquinas las cuales no deben ser superiores a tres juegos de piezas, con el fin de evitar el tiempo muerto de las máquinas y al igual que prolongados espacios de tiempo del material esperando a ser procesado, el traslado de material se realiza de forma manual y se maneja como una transición de un lugar a otro . La figura 30 muestra la RdPC del nivel superior llamada Sistema, la cual está compuesta por los macros formado, curado y alistamiento, como transiciones generales se tiene el transporte de las piezas de una zona a otra de producción en la planta en los respectivos carros , una vez la pieza se encuentra ubicada a la entrada de cada uno de los nodos se inicia con esta actividad, en el inicio tenemos todas las

56

órdenes del turno con las respectivas características y grupos descritos en la sección anterior, tales como: 2`(P,"B",20,B,ML)@0.0 : 2`: indica cuantas órdenes iguales se enviarán del mismo producto. P: indica si la orden lleva o no platina en caso de no llevar se señalara como SP. "B": Referencia de la pastilla, será el ID que la identificara durante todo el proceso. 20: Cantidad de producción. B: Familia a la cual pertenece la orden dependiendo del tipo de mezcla, puede ser A,B o C. ML: Hace referencia a las familias que existen en curado puede ser ML, MC,CV,Bv. @0.0: Indica el tiempo total de producción de cada una de las referencias.

Figura 30. Sistema general de producción

Como se puede ver en la Figura 30, el sistema es estático y todas las ordenes son cargadas al inicio del turno, dentro del sistema general tenemos macros tales como Alistamiento, Formado y Curado que son los tres grandes procesos que se manejan y dentro de los cuales se realiza la agrupación tecnológica , en los macros de traslado se simula el transporte de los carros hacia cada una de las zonas antes mencionadas,

Orden de Producción

57

las cuales tendrán un tiempo que se sumará al tiempo total de producción de cada una de las piezas.

Figura 31. Proceso de Alistamiento de platina

El Alistamiento de platina es un proceso Lineal en el cual se cuenta se cuenta con una maquina por operación. Por tal razón si llega a fallar una de estas máquinas el proceso inmediatamente se ve detenido y la producción que se encuentra pasando por esta máquina se detendrá inmediatamente. Dentro de este proceso se distinguen el lavado, granallado y pegante, junto con estos lugares se encuentran como transiciones los carros de almacenamiento presentes a la salida de cada una de las maquinas los cuales son simulados como “Transporte”, esto se puede ver en el grafo de la figura 31, en cada transición siempre son evaluadas las condiciones de cada una de las ordenes (Tipo de platina, tiempo de producción y familia). En el sub-proceso de formado se pueden distinguir el transporte a cada una de las maquinas que lo componen dependiendo de la familia a la cual pertenece cada una de las referencias, al igual se tiene un indicador de disponibilidad de cada una de las maquinas el cual distingue si la maquina puede ser incluida dentro de la linea de produccion o se encuentra fuera de servicio por mantenimiento, por falta de operario o por cualquier situacion, para mantener un proceso productivo optimo se tendran

58

maximo tres ordenes por maquina las cuales se mantendran en cola en tanto la pieza que se esta ejecutando no se termine de realizar como se puede ver en la figura 32. Como se puede observar en la Figura 32 se ven tres ramificaciones en el grafo las cuales corresponden a las tres familias en las cuales se han agrupado las ordenes de produccion dependiendo del tipo de mezcla, una vez se ha realizado esta agrupacion tecnologica se desprenden de cada una de estas familias las maquinas de formado que pueden producir las ordenes de esta familia de forma equivalente lo que quiere decir que si una de estas maquinas no se encuentra disponible existe otra que puede realizar la tarea, garantizando siempre la continuidad de la produccion, en el grafo se pueden ver de color azul las maquinas de formado y el color rojo las familias.

Figura 32. Proceso de Formado de platina

En el sub-proceso de curado se pueden distinguir 4 familias obtenidas de la agrupación tecnológica por el tipo de molde, de estas se desprenden las máquinas de curado las cuales trabajan en paralelo y de forma continua; de no encontrarse disponible una de las máquinas que pertenecen a la misma familia existen otras que pueden realizar la tarea de la mima forma, en cada una de las maquinas se cuenta con lugares que contaran la cola de referencias que se encuentran a la espera de ser procesadas esto con el fin de hacer un seguimiento continuo a cada una de las referencias, una vez se encuentre las referencias en cada una de las maquinas se hará una agrupación por geometría de la pieza para evitar el cambio de herramentales innecesarios y tiempos altos de inactividad en las máquinas.

familia_A

pastillas

familia_B

pastillas

familia_C

pastillas

contador

INT

1`0contador2

INT

1`0

F172

pastillas

F168

pastillas

F149

pastillas

traslado1

pastillastraslado

pastillas

F114 pastillasdipon

INT

1`0c2

INT

1`0

timer3

E

1`e

COLA

INTTraslado a

curado

pastillas

transporte Peg

Inpastillas

In

Traslado C

Outpastillas

Out

F130

pastillas

timer4

E

1`e

c1

INT

1`0

c11

INT

1`0

c12

INT

1`0

COLA2

INT

dipon1

INT

1`0

traslado2

pastillas

timer5

E

1`e

traslado3pastillas

timer6

E

1`e

c22

INT

1`0

c21

INT

1`0

COLA3

INT

dipon2

INT

1`0

traslado4pastillas

c31

INT

1`0

c32

INT

1`0

timer7

E

1`e

COLA4

INT

dipon3

INT

1`0

In Formado

Formado dispon

[n2=1,n1=1]Formado1_disp

[n3=0]

Formado2_disp

[n4=1,n5=1]

sensor In1

@+58

sensor out2

@+67

sensor out1

@+58sensor out3

@+42

sensor out4

@+42

sensor out5

@+42

Rev cola

[j1=j,k2=k1]

transporte

sensor In2

@+58

revic_cola

[j12=j11,k12=k11]

sensor In1B

@+58

sensor In1C

@+58

revic_cola2

[j22=j21,k22=k21]

sensor In2C

@+58

revic_cola4

[j32=j31,k32=k31]

if clas=B then

1`(plat,t,p,clas,mld) else empty

(plat,t,p,clas,mld)

if clas=A then 1`(plat,t,p,clas,mld) else empty

if (k>=4 andalso n2=1 andalso m1=0) orelse n1=0 then

1`(plat,t,p,clas,mld) else empty

(plat,t,p,clas,mld)

(plat,t,p,clas,mld)(plat,t,p,clas,mld)

f+1

k+1

j1

(plat,t,p,clas,mld)

(plat,t,p,clas,mld)

(plat,t,p,clas,mld)

e

if k<4 andalso m=0

andalso n1=1 then 1`(plat,t,p,clas,mld) else empty

(plat,t,p,clas,mld)

m j+1

(plat,t,p,clas,mld)

k

(plat,t,p,clas,mld)

(plat,t,p,clas,mld)

m

e

j

(plat,t,p,clas,mld)

(plat,t,p,clas,mld)

(plat,t,p,clas,mld)

if k2-j1=0 then m*1 else m*0

(plat,t,p,clas,mld)

m

m

f

(plat,t,p,clas,mld)

(plat,t,p,clas,mld)

(plat,t,p,clas,mld)

(plat,t,p,clas,mld)

(plat,t,p,clas,mld)

e

e

k1k1+1

k2 k11

k11+1

j11

j11+1

k12

j12

m1

m1if k12-j12=0 then

m1*1 else m1*0

m1

m1

if n3=1 then 1`(plat,t,p,clas,mld)else empty

(plat,t,p,clas,mld)

(plat,t,p,clas,mld)

e

e

if n3=0 then 1`(plat,t,p,clas,mld)else empty

if clas=C then 1`(plat,t,p,clas,mld) else empty

if f<3 andalso m2=0 andalso n4=1 then

1`(plat,t,p,clas,mld) else empty

(plat,t,p,clas,mld)

(plat,t,p,clas,mld)

ee

j21j21+1

k21k21+1

j22

k22

m2m2

if k22-j22=0 then m2*1 else m2*0

m2

m2

if f>=3 then

1`(plat,t,p,clas,mld) else empty

(plat,t,p,clas,mld)

(plat,t,p,clas,mld)

k31+1

k31

j31

j31+1

e

e

j32

k32

m3

m3

if k32-j32=0 then

m3*1 else m3*0

m3 m3

Familias de órdenes

59

Al igual que en los grafos anteriores se tienen lugares que simulan los carros en los cuales se almacenan las piezas en espera de ser ejecutadas, este tiempo se sumará al tiempo total de producción de la piezas.

Figura 33. Proceso de Curado de platina

Para interpretar correctamente esta RdPC, es necesario ver las declaraciones de colores (datos), variables y funciones que se muestran en las tablas a continuación:

Tabla 11. Colores en la RdPC

Familia_Mc

pastillasFamilia_ML

pastillas

Familia_Cv

pastillas

Bvpastillas

Timer2

E

1`e

traslado

pastillas

Timer3

E

1`e

Queuepastlist

1`[]

M109

pastillas

M110

pastillas

M148

pastillas

M170

pastillas

M169

pastillas

pastillas

c

INT

c1

INT

M129A

pastillas

M129B

pastillas

M137A

pastillas

M137B

pastillas

M115

pastillas

Traslad

pastillas

Traslad1

pastillas

Traslad2

pastillas

c4

INT

M171

pastillas

M173

pastillas

M147

pastillas

Salida

Out

pastillas

Out

Traslado C

Inpastillas

In

InCurado

disponibilida@+1

[d1=1,d2=1,d3=1,d4=1]

sensor in2

@+1

Sensor In1

@+2

FormQ

@+1

almacen

traslad Cola

@+1

senosr out

@+1

sensor_out2

@+1

sensor_out3

@+1

sensor_out4

@+1

sensor_out5

@+1

sensor Intsensor_out6

@+1

sensor_out7

@+1

sensor_out8

@+1

sensor_out9

@+1

sensor_out10

@+1sensor in3

@+1

sensor in4

@+1

sensor in5

@+1

sensor out11

@+1

sensor out12

@+1

sensor out13

@+1

c2+1

if t="G" orelse t="H" then

1`(plat,t,p,clas,mld) else empty

if t="E" orelse t="F" then

1`(plat,t,p,clas,mld) else empty

ordenorden

ordenorden

orden::ordenlist

ordenlist

orden

orden

if c3>=2 andalso d2=1 orelse d1=0 then 1`(plat,t,p,clas,mld) else empty

if t="M" orelse t="O" then

1`(plat,t,p,clas,mld) else empty

orden

orden

orden

orden

ordenlist

ordenlist^^[orden]

orden

e

if mld=MC then

1`(plat,t,p,clas,mld) else empty

orden

c3+1

if t="I" orelse t="J" then 1`(plat,t,p,clas,mld)

else empty

orden

if t="K" orelse t="L" then

1`(plat,t,p,clas,mld) else empty

orden

orden

e

if c3>=4andalso d2=1 orelse d1=0 then 1`(plat,t,p,clas,mld) else empty

e

orden

orden

(plat,t,p,clas,mld)

c3

ordenorden

if t="I" orelse t="J" then 1`(plat,t,p,clas,mld)

else empty

if t="C" orelse t="D" then 1`(plat,t,p,clas,mld)

else empty

e

orden

if mld=Cv then

1`(plat,t,p,clas,mld) else empty

orden

ordenorden

if t="L" orelse t="M" then 1`(plat,t,p,clas,mld)

else empty

orden

orden

orden

orden

orden

c1+1

(plat,t,p,clas,mld)

if t="A" orelse t="B" then

1`(plat,t,p,clas,mld) else empty

if mld=Bv then

1`(plat,t,p,clas,mld) else empty

orden

orden

if c3<2 andalso d1=1 then

1`(plat,t,p,clas,mld) else empty(plat,t,p,clas,mld)

c1

orden

orden

orden

if mld=ML then

1`(plat,t,p,clas,mld) else empty

orden

orden

orden

c2

orden

orden

(plat,t,p,clas,mld)

Color Definición Descripción

Tipo string with "A".."W" timed; Referencia de la pastilla

molde with MC|ML|Cv|Bv; Geometría de la pastilla

producción int with 1..120; Cantidad de pastillas a producir

clase with A|B|C; Familia en las cuales se agrupan en formado

pastillas Product*Tipo*produccion*clase *molde timed;

Producto con todas las características

platina with SP|P Indica si la referencia tiene platina integrada o no

pastlist list platina Lista de referencias en cola en cada una de las máquinas.

Familias de órdenes

60

Lugares Descripción

Lavado Mantiene en cola las piezas que van llegando hasta que puede pasar al siguiente proceso, lineal.

Pegante Mantiene en cola las piezas que van llegando hasta que puede pasar al siguiente proceso, lineal.

Formado1,2,3 Agrupa las diferentes familias que se tiene en formado para luego pasarlo a cada una de las máquinas que se tienen.

114,130,149,168,172 Las diferentes máquinas de formado

Curado 1,2,3 Agrupa a las diferentes familias de curado por su geometría

Timers Da los tiempos de proceso en cada uno de los lugares

Contadores Cuenta las piezas que se encuentran en cola

Tabla 12. Lugares en la RdPC

Transiciones Descripción

Transportes El paso al siguiente lugar lo da si la pieza esta lista o no y la división por familias que se realizó en la agrupación tecnológica.

Cola Almacena las ordenes que se encuentran a la espera de ser procesadas

salida Es la transición en donde se encuentran las órdenes listas y la espera de iniciar la siguiente fase del proceso, se pueden ver al final de cada macro.

Tabla 13. Transiciones en la RdPC

Debido a que la estampa de tiempo es muy importante en cada una de las órdenes para poder realizar posteriores análisis de disponibilidad de equipos y de cuánto tiempo tarda una orden en ser procesada a lo largo de cada una de las etapas, se usaron variables temporizadas a las cuales se van sumando los tiempos de espera en cada una de las maquinas los cuales se manejan como una variable puesto que este tiempo esta previamente definido, el tiempo de traslado de una maquina a otra se maneja como un timer que va aumentando dependiendo de 2 factores el primero del tiempo en que la pieza este esperando a ser procesada por la cola de productos que la precedan y por el tiempo en que tarda el operario en trasladarla de un lugar a otro. De lo anterior se puede concluir que se conserva la flexibilidad de mezcla y de ruta puesto que el sistema creado con las redes de Petri puede originar todos los tipos de referencias que produce la empresa y otras adicionales que puedan surgir sin ningún problema, al igual al realizar la agrupación tecnológica no se pierde la flexibilidad de ruta pues piezas de las mismas familias pueden ser producidas por varias máquinas.

61

Resultados Simulación

Figura 34. Resultados simulación CPNTools

La simulación fue realizada mediante la función Markin_size que contabiliza los toquen que se encuentran en cada una de las maquinas en determinado intervalo de tiempo, para este caso puntual es una corrida completa hasta que las piezas salen de curado. Como se puede ver en el cuadro de la figura 34 producido de correr la simulación con el programa CPNTools el promedio de cola en las máquinas es casi 0 encontrando que máximo tenemos 2 órdenes en cola en el caso de la máquina de curado 115 lo cual es razonable considerando que estas piezas no tiene alistamiento de platina y van directamente a curado por tal razón su procesamiento es más rápido y tienen mayor probabilidad de encolar. Es importante destacar que es el promedio de un día de producción normal, existen ocasiones en las cuales se pueden encolar las ordenes dependiendo del tipo de órdenes que se manejen y la disponibilidad de todos los factores que intervienen en

62

la simulación (las maquinas operativas y condiciones ideales de operación en cuanto a operarios y materias primas).

CAPÍTULO 5

DISEÑO SISTEMA DE MONITOREO Y SUPERVISION

1.CONSIDERACIONES GENERALES Con el modelo realizado en el capítulo anterior por Redes de Petri siguiendo los parámetros impuestos por las teorías de colas, agrupación tecnológica y flexibilidad de manufactura se procederá a realizar el modelo en el software Wonderware con sus diferentes herramientas en InControl se realizara la lógica de control en Grafcet emulando el grafo ejecutado en Redes de Petri Coloreadas. Una vez escogido el componente tecnológico del sistema se define la arquitectura del mismo: Los elementos de campo por protocolo Modbus se conectan a un Servidor que mediante Wonderware InControl el cual realizará la lectura y escritura de todas las variables de proceso. Desde este nivel se envía la información al Industrial Application Server, la base de datos centralizada de producción, para que mediante Wonderware InTouch los usuarios puedan tener una visualización personalizada según las necesidades de su función en la planta, tanto el InControl como el InTouch correrán en el mismo servidor. De manera paralela, un servidor histórico de datos, mediante Wonderware InSQL, ofrece funciones de reporting para que los usuarios puedan hacer informes de manera sencilla utilizando herramientas de ofimática habituales.

Para realizar este diseño se seguirá el siguiente esquema en el cual se especifican los componen cada uno de los niveles del sistema

Figura 35. Arquitectura del sistema de Supervisión

63

Para poder monitorear los procesos de alistamiento de platina, formado y curado de la planta al igual que para poder realizar un flujo de producto óptimo se hará un sistema SCADA. En el mismo se podrán manipular todas las variables provenientes del INCONTROL que hará las veces del PLC. Debido a que los datos pueden ser mostrados en cualquier forma que el usuario requiera, pueden conectarse cientos de sensores, el operador puede incorporar simulaciones en tiempo real. Las Funciones de la Interfaz son de: Supervisión, Adquisición y Monitoreo

1.1 Supervisión Se realiza la supervisión de los siguientes factores presentes en el SCADA: • El manejo de las estaciones. • Alarmas. • Productos elaborados. • Estado de las estaciones de trabajo (disponible-operando-indisponible). • Error de la comunicación Modbus u OPC.

1.2 Lógica Lógica Semiautomática En el control semiautomático se maneja los semi-ciclos que tiene cada estación, debido a que no se tendrá control directo sobre las máquinas y tampoco del transporte de las piezas, se hará este tipo de control que consiste en mejorar el flujo actual tanto de la materia prima como del producto terminado en cada una de las etapas del proceso de tal forma que desde el inicio del de la producción sea claro sobre que equipos actuará cada uno de los productos para evitar tiempo ocioso de máquinas y personal humano de la forma presentada en la Tabla 14.

Tabla 14. Semi-ciclos de las estaciones.

1.3 Adquisición de datos En la interfaz para la adquisición de los datos, se realizó la implementación de una conexión OPC mediante el driver propietario de Wonderware SuiteLink que conectara al Incontrol con el InTouch, las señales de campo llegaran al servidor Incontrol por Modbus TCP/IP, usando la red LAN de la empresa, cabe destacar que las señales de campo serán principalmente estados de las maquinas el material y el proceso en general en cuanto a inicio y fin de cada etapa de la producción. Los principales datos son los presentados en la Tabla 15:

Estación Semi-ciclos

Estaciones de operación Inicio En Operación Fin Indisponible Disponible

Procesos Terminado En transito En Ejecución

Flujo Detenido Operando

64

Estación Datos

Control

Operador Fecha Hora Estaciones en línea Alarmas

Flujo de Procesos

Fecha Hora Estado de las piezas Trabajos realizados Alarmas

Maquinas

Operador Fecha Hora Estado de las maquinas Trabajos en proceso Alarmas

Tabla 15. Datos de las estaciones.

Mediante esta base de datos se generaran los reportes de producción, reportes de operación y alarmas.

1.4 Monitoreo En la interfaz se realiza el monitoreo de las alarmas que poseen las estaciones, para que la operación y el rendimiento de las estaciones sea la óptima. Las principales alarmas monitoreadas por la interfaz son las que aparecen en la Tabla 16:

Estación Datos

Control Comunicación Estado de las señales

Flujo de Procesos Estado de las señales

Maquinas Permiso de trabajo Estado de las señales

Tabla 16. Datos de las estaciones Monitoreados.

2.SELECCIÓN DE INSTRUMENTACION En esta sección se abordara el tema de Instrumentación virtual debido a que por condiciones económicas y de espacio en planta no se usara un PLC tradicional, en la Figura 36 se puede ver como quedaría configurada la arquitectura virtual:

65

Figura 36. Arquitectura del instrumento virtual

Teniendo en cuenta las ventajas que brinda la instrumentación virtual frente a la tradicional y debido a la capacidad de los tableros eléctricos actualmente instalados en la planta de Incolbest se hace más costo adquirir PLCs convencionales para dar solución a los inconvenientes de supervisión y seguimiento de materias primas con el que cuenta actualmente la empresa por tal razón se utilizó para realizar la lógica secuencial InControl que es un componente de control en tiempo real de arquitectura abierta que permite diseñar, crear, probar y ejecutar programas para controlar el proceso adicional a esto InControl ofrece una alternativa a los PLC´s más poderosa y a menor costo. Además de correr en sistemas operativos para PC´s abiertos y estándar, el software InControl ofrece un paquete de control más completo, con una conectividad abierta superior y con sofisticadas capacidades lógicas para el manejo de complejos procesos discretos y por lotes. El software InControl también ofrece una mayor capacidad si se compara con los micro-PLCs, además de un menor costo punto por punto que los PLCs de gama media. Como se puede ver en el cuadro de la tabla 18 el costo de comprar un PLC siemens que cumpla con las características de entradas y salidas análogas y digitales que requiere el sistema.

Cantidad Elemento Referencia Costo Unitario ($) Costo Total ($)

1 PLC Siemens SIMATIC S7-

1200 3.536.194 3.536.194

1 fuente alimentación PM1207 1.153.518 1.153.518

1 Módulos de salidas

digitales SM 1222, 16 DO, 24V DC

2.482.630 2.482.630

1 Monitor LCD de 32",

mouse y teclado SAMSUNG 3.488.895 3.488.895

1 Equipo Servidor DEL R8100 10.544.216 10.544.216

1 Módulos de

entradas digitales SM 1221, 16 DI, 24V DC,

2.482.630 2.482.630

TOTAL 23.688.083

Tabla 17. Costos equipo PLC convencional4

4 Valores año 2015 obtenidos de la página oficial de Siemens.

66

Cantidad Elemento Referencia Costo Unitario ($) Costo Total($)

1 Support Additional Int

Marca WONDERWARE 10-0044R 2.200.880 2.200.880

1 Monitor LCD de 32",

mouse y teclado SAMSUNG 3.488.895 3.488.895

1 Equipo Servidor DEL R8100 10.544.216 10.544.216

TOTAL 16.233.991

Tabla 18. Costos utilizando InControl Wonderware5

Como se puede ver el costo de usar un PLC convencional es mucho más alto que el costo de usar InControl para la misma aplicación también contamos con otras ventajas tales con la interconectividad entre protocolos y la utilización de un solo servidor en el cual se montara la plataforma InControl para el control, InTouch para la visualización de la aplicación , Historian que nos permitirá guardar los reportes del sistema en una base de datos sql, estos costos pueden ser revisados en más detalle en los Anexos 4 y 5 respectivamente donde se encuentran las hojas de cotización de los productos. Si en algún punto se llegara a requerir aumentar el área de acción de la automatización de la planta seria sencillo de rediseñar con InControl sin necesidad de recurrir en gastos adicionales, lo cual no sería posible con la instrumentación tradicional se tiene que adquirir nuevos equipos para aumentar la capacidad en entradas y salidas. De acuerdo a lo anterior y siguiendo el concepto de los niveles de la pirámide de automatización tenemos que: Nivel 1: Dispositivos de campo: hay acceso a variables de planta y el proceso mediante la instrumentación instalada en campo. En este se encuentran, también, los elementos finales que modifican el proceso, la materia prima. Nivel 2: Control básico: se encuentra InControl que hará las veces de PLC captando información de campo por medio de las tarjetas de adquisición de datos y realizan la supervisión de los sensores de inicio y fin de proceso de cada una de las máquinas. Las acciones son tomadas según programaciones realizada en InControl. Nivel 3: Aplicaciones de control Avanzado: se realiza las acciones de supervisión y monitoreo de las operaciones unitarias que conforman el proceso completo. Este nivel es ejecutado en la aplicación InTouch en la que se puede hacer seguimiento de cada una de las órdenes de producción durante todo el proceso.

3.DESARROLLO APLICACIÓN CON INCONTROL Los requerimientos del servidor en el cual estará alojada la aplicación de InControl deben cumplir mínimo con los siguientes requerimientos para su correcto funcionamiento:

5 Valores del año 2015 obtenidos por la empresa Colsein.

67

PC con Pentium 4 o superior.

2GB de memoria RAM

Mínimo 4GB de capacidad en disco duro.

Sistema Operativo Microsoft® Windows® 2000 Professional con Service Pack 3 , Microsoft® Windows® XP Professional con Service Pack 1 o Microsoft® Windows® 2003 Enterprise server funciona correctamente hasta Microsoft Windows 7 [20]. La aplicación es desarrollada en Editor de Gráficos Funcionales Secuenciales (SFC) para definir cada una de las etapas siguiendo la lógica realizada con anterioridad en Redes de Petri con Lógica de Escalera IEC61131-3 (RLL) para definir las lógicas internas y para la interconexión con InTouch se usa un Cliente para acceso a datos OPC propietario de Wonderware denominado SuiteLink , para la interconexión con los dispositivos de campo se usaran tarjetas de adquisición de datos Modbus, puesto que InControl ya cuenta con los Drivers para tal fin.

3.1 Proceso Para El Desarrollo De La Aplicación A continuación se mencionaran los pasos a seguir para el desarrollo de la lógica en InControl, iniciando con la configuración del hardware que se usa, sensores y tarjetas de adquisición de datos, teniendo estos dispositivos definidos se configuran los protocolos con los que se comunicaran cada una de las tarjetas de adquisición de datos que traen las señales de campo al servidor que aloja la aplicación de InControl, la definición de entradas y salidas lógicas de las tarjetas y las de memoria que se usaran el desarrollo de la lógica, y la conexión con InTouch.

Figura 37. Arquitectura del desarrollo de la lógica en InControl

Configuración de entradas y salidas físicas del sistema al igual que las de memoria

Configuración del Hardware que se usarán en InControl

Conexión con InTouch

Desarrollo de la lógica en InControl

Configuración del Protocolo y tarjeta que se usara para la adquisición de datos

68

3.1.1 Configuración Hardware En el tablero físico estarán instalados los sistemas de E / S que comunicaran los dispositivos de patio con InControl, la conexión se hará como se muestra en la figura 38.

Figura 38. Comunicación por dispositivos de campo

Fuente: [20]

3.1.1.1 Red de comunicaciones La conexión de todos los dispositivos de campo será TCP/IP aprovechando la red LAN interna de la empresa Incolbest conectada directamente con la board del equipo en donde se encuentra instalado el InControl, por protocolo Modbus.

Figura 39. Comunicación por dispositivos de campo

Como se puede ver en la Figura 39 se configura la tarjeta Modbus propia de InControl con la IP del módulo E/S que recoge las señales de los sensores discretos de campo los cuales indicaran el inicio y fin de cada proceso, en la parte B de la imagen se puede ver la forma de agregar el driver de la tarjeta y en la C la configuración de la misma descripción, nombre de la conexión y nombre del host que aloja la conexión en este caso las tarjetas de adquisición de datos el puerto por defecto para Modbus es el 502 es importante que tanto las tarjetas como la aplicación que aloja la aplicación

A

B

C

69

se encuentren en la misma red LAN para poder realizar la conexión, una vez agregado el driver aparece como se ve en la parte A de la figura 39 , los sensores agregados serán accionados manualmente por los operarios presentes en cada uno de los procesos esto se hará con el fin de no instalar más instrumentación debido a que esto requeriría más montaje de más tableros eléctricos que alojaran los sensores y transductores necesarios , lo cual elevaría los costos del proyecto. Como módulos de E/S se utilizara el T2550 de Invensys el mimo fabricante de Wonderware, lo cual nos garantiza un correcto acople entre nuestros componentes, el cual cuenta con beneficios tales como: Solución I/O remota Diseñada para aplicaciones altamente distribuidas, se adaptan mejor a la aplicación, en la sala de control o en las unidades de proceso. Un modelo muy compacto reduce el espacio físico necesario en los tableros de control lo cual reduce dramáticamente el costo del cableado de campo. 6 Beneficios principales Reducción de costos de cableado de campo Alto rendimiento, alta precisión, actualizaciones rápidas Conteo reducido de componentes, lo que apunta a una calidad y confiabilidad súper rápida 7 Capacidades principales Red de bus de campo Ethernet redundante Módulos intercambiables diseñados para todas las tareas de control de procesos. Esquemas de control discretos, por lotes y continuos Módulos I/O opcionalmente redundantes Integración de datos en toda la planta a través de nuestros Integradores de Sistema de Dispositivo de Campo (FDSI, por sus siglas en inglés), tecnología de bus de campo inteligente compatible con HART, FF, PROFIBUS, MODBUS TCP/IP y serial. Seguridad de distribución de energía I/O remota y/o local Aislamiento eléctrico y energía de dispositivo de campo para operaciones intrínsecamente seguras, resistencia ambiental8

Figura 40. Módulos de entradas/salidas

6 http://iom.invensys.com/LA/Pages/Foxboro_DCSIASeries_ControllersandIO.aspx 7 http://iom.invensys.com/LA/Pages/Foxboro_DCSIASeries_ControllersandIO.aspx 8 http://iom.invensys.com/LA/Pages/Foxboro_DCSIASeries_ControllersandIO.aspx

70

3.1.2 Configuración de Protocolos Una vez se tienen los dispositivos que llevaran las señales a InControl se procede a configurar las tarjetas de protocolos que trae, inicialmente en el módulo I/O Drivers se escogen las tarjetas que se usaran en este caso la OPENMODBUS (Wonderware) y la SuiteLink Cliente versión 2 (Wonderware) como se puede ver en la figura 41 en la parte B de la figura se pueden ver los Drivers con que cuenta el software InControl y en la C las que escogemos para nuestra aplicación.

Figura 41. Driver de protocolos Modbus

3.1.3 Configuración de Entradas y Salidas físicas y de Memoria Una vez se han configurado las tarjetas que recolectaran la información proveniente de los dispositivos de campo, se procede a configurar las entradas y salidas físicas en cada una de estas tarjetas la cuales serán señales booleanas que varían de true a false según sea el caso. En el Anexo 6 se puede ver el listado se señales que manejara InControl desde y hacia la aplicación se supervisión InControl, el tipo se señal y la declaración que maneja el InControl ya sea Pública, privada en el caso de las señales de memoria o entrada y salida en el caso de las señales físicas que llegarán de los dispositivos de campo.

A

B C

71

Figura 42. Symbol Manager

La configuración de todas las señales que no son físicas se realiza en el módulo symbol Manager de la Figura 42 (B) en el cual se pueden crear de forma global o asociadas a un bloque, una función o un macro según la aplicación lo requiera, en este caso todas se han desarrollado de forma global puesto que la aplicación fue desarrollada con SFC y RLL por tal razón no se usaron funciones específicas diferentes a las propias de estos dos algoritmos de programación.

3.1.4 Desarrollo de la lógica de control La lógica de control es desarrollada en SFC (Sequential Function Chart) junto con RLL (Relay Ladder Logic) con el fin de seguir la lógica que se obtuvo del desarrollo por redes de Petri en el capítulo anterior, en equivalencia los Pasos del SFC serán los lugares definidos en la red de Petri, dentro de los cuales cada una de las acciones realizadas cuando estos pasos están activos es desarrollada en RLL, la cual se ejecutara durante todo el proceso, debido a que es un proceso secuencial , aun cuando cada uno de los procesos siempre debe estar listos para recibir órdenes durante todo el turno de trabajo de acuerdo como se haya programado la orden de producción del día. Los token manejados en redes de Petri serán equivalentes a una serie de arreglos que almacenaran las ordenes presentes en cada una de las maquinas ya sea en espera de ser procesadas o en producción, como se desarrolló una Red de Petri Temporizada, en programa se manejan arreglos que contabilizaran el tiempo que cada pieza dura en cada uno de los procesos de forma exacta logrando que el personal encargado de controlar el proceso sepa siempre donde va cada una de las ordenes.

A

B

72

El proceso cuenta con las siguientes grandes etapas definidas en las Redes de Petri:

Cargar órdenes del día.

Selección de Familias con o sin platina

lavado

Granallado

Pegante

Formado

Curado. Cargar Órdenes del día: En esta etapa el operario tiene la opción de crear la orden que se ejecutara durante el día, haciendo una consulta a una base de datos que se encuentra almacenada en el servidor en SQL server, ingresando únicamente la referencia, si tiene o no platina, la formulación que se usará y la geometría del producto, una vez tiene lista la orden se lo indica al programa para que este pueda pasar a la siguiente etapa.

Figura 43. CFS Fabricación de platina empresa Incolbest etapa Cargar ordenes

Seleccionar Familias con o sin platina: Una vez se han cargado las órdenes que se realizaran durante el turno de trabajo se procede a realizar la primera agrupación tecnología defiendo que ordenes llevan platina y cuales no puesto que ambas tiene una ruta diferente durante el proceso productivo, ya que las ordenes que tiene platina irán por lavado, granallado, formado y curado y las que no tiene platina pasan directamente a curado.

Figura 44. CFS Fabricación de platina empresa Incolbest etapa Familias SP o CP.

Lavado: En esta se maneja un arreglo matricial para las ordenes que se encuentran en lavado y otro para el tiempo que está tardando cada una de las ordenes en ser procesadas, con el botón INICIO_LAVADO se da comienzo al proceso de cada una de las ordenes las cuales serán ordenadas de acuerdo a como lleguen a la máquina

73

(FIFO) y así serán procesadas, esta etapa no tiene ninguna agrupación diferente puesto que solo existe una máquina que realice el proceso. Con el botón FIN_LAVADO, se da por terminado el proceso de cada orden y esta será ubicada en una etapa llamada carro que físicamente en la planta corresponde a un carro manual en el cual reposan las piezas antes de pasar a la siguiente fase del proceso.

Figura 45. CFS Fabricación de platina empresa Incolbest etapa Lavado.

Figura 46. CFS Fabricación de platina empresa Incolbest acción Temporizador Lavado.

74

Figura 47. CFS Fabricación de platina empresa Incolbest acción ContadorLavado.

Granallado: En esta etapa el desarrollo se realiza de forma similar al realiza en la etapa de Lavado puesto que al igual que en esta etapa el proceso es lineal y solo se dispone de una máquina para realizar el procedimiento, las acciones de temporización y secuenciación de los arreglos que nos indican que piezas están siendo ejecutadas en cada momento.

Figura 48. CFS Fabricación de platina empresa Incolbest etapa Granallado.

Pegante: Al igual que en las etapas anteriores se cuenta con una sola máquina que realiza el proceso de pegado de las piezas, el comienzo del proceso lo da INICIO_PEGANTE y la terminación FIN_PEGANTE, es importante destacar que este tiempo será el que las piezas tarde en la cabina de pegado el tiempo de secado y marcado de las mismas será contado como tiempo de transición entre este a etapa y la siguiente.

75

Figura 49. CFS Fabricación de platina empresa Incolbest etapa Pegante.

Formado: Para el desarrollo de esta etapa se realizara nuevamente una agrupación tecnología por el tipo de mezclas que se ejecutan en cada uno de las maquinas en la forma descrita en los criterios de flexibilidad con el fin de que las maquinas no tengan tiempo ocioso y mejorar su productividad. En esta fase se contará con una etapa por máquina de la misma forma en que se planteó con las redes de Petri, se manejan colas por cada una de las máquinas que pertenecen a la misma familia en el caso de la Figura 50 la maquina WO149 y WO168 pertenecen a la misma familia 2 y realizan las mismas tareas por tanto manejaran el sistema de colas desarrollado en el capítulo de planificación detallada del trabajo con una cola máxima por equipo de tres piezas y dando prioridad siempre a la cola de producción que sea menor , siempre y cuando el equipo se encuentre disponible de no ser así la producción la manejará el otro equipo, esta disponibilidad la podrá manejar el operario desde InTouch y puede ser generada porque el equipo se encuentra en falla, porque se encuentra en mantenimiento o porque el nivel de producción no requiera de ambos equipos operativos en ese momento, todas las situaciones para que las piezas sean procesadas en alguna de las maquinas serán contantemente monitoreadas.

Figura 50. CFS Fabricación de platina empresa Incolbest etapa Formado

Curado: En esta fase al igual que en la etapa de formado una vez la orden sale de formado se ubica en los carros a la espera de ser procesada en curado, en esta etapa también se maneja un control del colas debido a que existen varias máquinas que realizan la misma función dependiendo de la geometría de cada una de las pastillas

76

por tal razón se maneja la agrupación por familias de tipo de Molde y luego la agrupación por geometrías en cada una de las maquinas siempre revisando la cola de las maquinas ya que las piezas se ubicaran siempre en la cola más corta , siempre que la maquina se encuentre habilitada y disponible por parte del supervisor o persona encargada de esta tarea para operar.

Figura 51. CFS Fabricación de platina empresa Incolbest etapa Curado

Como se puede ver en la figura 46 lo primero que se hace es hacer la separación por familias en este caso se tiene el molde largo al cual pertenecen las maquinas WA129_1, WA129_2, WA137_1, WA137_2, las cuales están en capacidad de curar cualquier molde largo, una vez se tiene estos e realiza la distribución por geometría en cada una de las maquinas esto con el fin de evitar el cambio de herramentales y la pérdida de tiempo en la producción, ya que según datos suministrados por la empresa esta es una de las principales causas de detenciones en la producción y desperdicio de tiempo. Como se puede ver todos los procesos esta concebidos de forma paralela ya que todas las máquinas están funcionando el al tiempo en todas las etapas del proceso, por tal razón todas las acciones de la red SFC estarán activas durante todo el tiempo que dure el turno y se reiniciara a petición del operario cada inicio de turno.

3.1.5 Conexión entre InControl e InTouch La conexión entre InControl e InTouch se realiza de forma muy sencilla e intuitiva basta con configurar el OPC suitelink en InControl de la siguiente forma: - InControl, opera como cliente, se comunica con InTouch que se ejecuta como servidor en el mismo equipo.

77

Figura 52. Conexión InControl-InTouch

No es necesario que el servidor y el cliente se encuentren en el mismo equipo físico pero por cuestiones de costos y espacio en la planta se manejara de esta manera.

Figura 53. Configuración SuiteIink InControl

En esta configuración se configuran los siguientes ítems: AccesName:SuiteLink (contiene toda la información de los dispositivos E/S ) Node:WonderWare que corresponde al servidor donde está corriendo InControl Application: RTEngine TopicName:Tagname con este nombre se identifican los tag que serán leídos en Inctouch Protoloco:SuiteLink Con la configuración anterior se pueden identificar los tags del InControl que serán usados en InTouch con el fin de ser gestionados desde esta última aplicación. Una vez se ha configurado esta aplicación se procede a exportar la base de datos en formado .CSV el cual será leído en InTouch, en este archivo InControl permite seleccionar que tags se quieren exportar I/O, o tags de memoria.

78

Figura 54. Importar datos InControl – InTouch

Una vez se exporta la base de datos de InControl debe ser configurado InTouch para recibir los datos procedentes de InControl como se muestra en la Figura 55.

Figura 55. Configuración en InTouch

En InTouch por medio del objeto ya definido en Arquestra IDE se realiza la configuración de la conexión por protocolo SuiteLink el servidor RTEngine y el nodo que se usara que es el nodo en el cual se encuentra el cliente (InControl). Una vez se tiene configurada la conexión se Importa la base de datos que posteriormente se exporto de InControl obteniendo:

79

Figura 56. Tags en InTouch

4. INTERFAZ DE SUPERVISION HMI La Interfaz de supervisión se desarrolló en Wonderware Archestra IDE la cual está el "modelo de planta"; la representación lógica de los procesos físicos que se controlan y supervisan con el software de aplicaciones Wonderware. El modelo de planta único provee una definición consistente de su equipamiento físico, cómo se obtienen los datos, cómo se definen las alarmas y quién tiene acceso a ellas, en términos significativos y organizados como plantillas reutilizables. “La tecnología Archestra utiliza un espacio llamado galaxia para contener y procesar los datos relacionados con el proceso. Esta tecnología permite una visualización y administración de datos desde varios nodos que corren en aplicaciones InTouch en un proceso de producción.” [25]

80

Figura 57. Componentes de una Galaxia

En la Figura. 57 se observa que la galaxia contiene todos los componentes necesarios las correspondientes configuraciones para procesar los datos del proceso. Esto es una colección de plataformas, núcleos de ejecución de acciones, objetos de la aplicación, plantillas, instancias, y atributos que se definen de acuerdo al proceso para la aplicación específica, los atributos son todos los tags provenientes del InControl, los Application Object será la conexión con la base de datos que almacena toda la información de las ordenes de producción y las definidas por el usuario que se usaran para la conexión de la galaxia con InTouch, las Platform serán cada una de las a reas de la planta y la Galaxia el universo que conforma la planta y que aloja todas las configuraciones y objetos . Esta colección es guardada en una base de datos. Esta base de datos propia de la galaxia y debe estar ubicada en un computador que tenga instalado un servidor SQL. En este caso está instalado en el mismo computador ya que la galaxia es para un solo servidor. Archestra maneja las aplicaciones InTouch con un tipo específico de objeto de ArchestrA llamado InTouchViewApp el cual es derivado de una plantilla base llamada $InTouchViewApp. A través de un modelo jerárquico de operaciones industriales, el modelo de planta presenta una conveniente abstracción de su equipamiento físico y sistemas, dentro de un entorno de desarrollo de aplicaciones más poderoso y productivo, incluyendo equipamiento, áreas, procesos de trabajo o cualquier cosa que pueda ser modelada en forma de plantilla.

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Figura 58. Esquemático configuración Archestra IDE

Este entorno permite diseñar pantallas de visualización, crear menús de navegación, definir botones, programar scritps, etc. El sistema de visualización está integrado en la galaxia del servidor de aplicaciones industriales. Mediante el sistema SCADA es posible controlar los procesos de producción y ejecutar acciones directas sobre las máquinas. El aspecto del entorno de desarrollo de pantallas SCADA es el siguiente.

Figura 59. Esquemático Entorno grafico InTouch

Los objetos y aplicaciones que ejecuta el servidor de aplicaciones industriales se organizan en galaxias en este caso se maneja una única galaxia. La galaxia

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comprende todos los servidores de aplicaciones industriales, servidores de historicos y pantallas de visualización SCADA. Dentro de la galaxia los objetos se agrupan por áreas. Las áreas se utilizan para organizar los objetos siguiendo diferentes criterios (Según el área curado, formado, alistamiento, granallado, pegante). Los objetos de las áreas se ejecutan en los Application Engine. Los Aplication Engine son procesos que se encargan de ejecutar los scripts que contienen los objetos de sus áreas cada cierto tiempo. La implementación de la herencia de objetos en Wonderware es muy pobre comparada con los lenguajes de programación como Java o C++. Wonderware ofrece lo que se llaman plantillas de objeto. Las plantillas permiten definir una serie de scritps y variables globales que los objetos de las plantilla heredan. La organización de las plantillas se muestra en forma de árbol como se puede ver en la siguiente ilustración.

Figura 60. Objetos configurados en Archestra IDE

Los objetos que contienen las áreas pueden ser de diferentes tipos. La lista de objetos que se usan en este proyecto es la siguiente: 1. Objetos definidos por el usuario: Es el tipo de objeto que permite la creación de aplicaciones de usuarios ya que soporta la ejecución de scripts y la creación de variables (UDAs). 2. Objetos de comunicaciones: Son objetos que se encargan de gestionar las conexiones con los equipos de campo como PLC, servidores OPC, etc; y hacen accesible esta información a los otros objetos de la galaxia. 3. Objetos de visualización: Representan las pantallas de visualización SCADA. 4. Objetos gráficos: Son objetos que se utilizan dentro de las pantallas de visualización SCADA (Botones, imágenes, indicadores, esquemas, etc).

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Para representar gráficos, se usa los símbolos de Archestra. Estos gráficos llamados símbolos son ubicados en las ventanas de InTouch para visualizar los datos del proceso. Archestra IDE también incluye otras herramientas de gráficos para crear otros elementos más complicados. Los símbolos se crean en el editor de símbolos. La Figura 61 muestra la variedad de herramientas y paletas del editor de símbolos que se usa para crear y modificar los símbolos.

Figura 61. Gráficos Archestra

5. TECNICAS UTILIZADAS Las técnicas utilizadas para el desarrollo del HMI son las siguientes.

5.1 Animaciones Las animaciones permiten utilizar las señales de los sensores de campo y las internas del sistema para poder tener una visualización en tiempo real de lo que ocurre en con cada una de las estaciones de trabajo, permite al operador captar el movimiento de cada una de las piezas y ver en que maquina se encuentran, entrega y traslado de material dentro de la planta.

5.2 Variables Las variables internas o externas que intervengan en la realización del HMI permiten almacenar datos de tipo:

Entero: se usaran para contadores, temporizadores, para almacenar el valor de variables como temperatura o presión, para determinar si una maquina está disponible y para diferenciar líneas de flujo.

Discreto: Valor de los sensores de inicio y fin de los procesos.

Alfa numérico: Almacenará las ordenes de producción con toda la información que esta necesite tales como: Referencia, formulación, tipo de platina, tipo de molde y geometría de los moldes.

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Arreglos: usados para almacenar las colas de producción en cada una de las máquinas, las cuales podrán ser consultadas por el operario para determinar en qué punto se encuentra cada una de las ordenes.

En el Anexo 6 se encuentra el listado de variables completo utilizado en el proyecto.

5.3 ODBC Son las siglas de Open Database Connectivity, que es un estándar de acceso a base de datos desarrollado por Microsoft. El ODBC tiene como objetivo hacer posible el acceso a cualquier dato de cualquier aplicación, sin importar que sistema gestor de base de datos (DBMS) almacene los datos. El ODBC logra esto al insertar una capa intermedia llamada manejador de base de datos, entre la aplicación y el DBMS. El propósito de esta capa es traducir las consultas de datos de la aplicación, en comandos que el DBMS entienda. Para que esto funcione, tanto la aplicación como el DBMS deben ser compatibles con ODBC. Para conectarse a la base de datos se crea un DSN dentro del ODBC que define los parámetros, ruta y características de la conexión según los datos que solicite el fabricante. Esta conexión será usada para consultar desde la aplicación realizada en Archestra IDE el listado de referencias proporcionada por el fabricante en donde se encuentran toda la información de las ordenes que se programan a diario en Incolbest, la conexión se realiza con SQL Server el cual se instala con el paquete de Wonderware, esta base de datos también es consultada para los eventos, alarmas y reportes históricos.

6. CONFIGURACIÓN DE LAS PANTALLAS DE SIMULACIÓN. Para comprobar la lógica del InControl se ha realizado un HMI de simulación la cual ayuda a visualizar el comportamiento de las salidas y las entradas del programa realizado en InControl. El diseño de las pantallas de la interfaz HMI está desarrollada tomando en cuenta Supervisión). Los gráficos están distribuidos de una manera que el operador no tenga complicación en distinguir cada una de las áreas que observar. El objetivo de la interfaz es que esta sea intuitiva y fácil de usar, con este fin, la interfaz gráfica de la planta de producción se ha diseñado lo más simple en cuanto a la navegación de pantallas, por lo cual la interfaz consta de las siguientes pantallas:

Pantalla de creación de órdenes.

Pantalla layout general.

Pantalla de Lavado de platinas.

Pantalla de Granallado

Pantalla de Pegante.

Pantalla de Formado

Pantalla de Curado.

Pantalla alarmas

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Al tener pantallas generales de las áreas de la planta resulta necesario que la una se comunique con la otra, por lo que se diseñó un menú en el cual se pueda acceder a las demás pantallas mediante botones como se recomienda en la guía GEDIS, además este menú general contiene las principales alarmas. Pantalla Inicial En la Figura 62 se puede observar la pantalla inicial de la simulación la cual nos permite ingresar las órdenes con las cuales se inicia la producción diaria, esto se hace digitando la formula, la referencia y si la pastilla llevara o no platina con esta información el programa extrae de la base de datos almacenada en sql server todo los datos correspondientes a los demás ítems que necesita el proceso para ejecutarse tales como prensa en la cual se forma la orden, prensa para curado, tipo de moldes etc.

Figura 62. Pantalla de cargar ordenes

Desde esta pantalla se pueden acceder a cada una de las áreas que tiene el proceso (Alistamiento, Formado, Curado, Pegante y Granallado), también contiene un botón para dar inicio al proceso, otro para validad cada una de las ordenes ingresadas una vez el operario se encuentra seguro de ña información y otro que dice orden completa por medio del cual el operario tiene la opción de cargar la orden del día e iniciar el proceso productivo.

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Figura 63. Menú de navegación

Con este menú de navegación presente en todas las pantallas se facilita poder ir a cualquiera de las áreas de la planta, ver el layout general de la planta o volver al inicio en donde se pueden cargar las ordenes. Pantalla de Tendencias Se tendrá pantallas de reportes y alarmas a las cuales se puede acceder desde cualquiera de las pantallas y ser consultado en el momento en que el operario lo necesite.

Figura 64. Pantalla de tendencias

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Pantallas de Áreas de la planta Como recomienda la guía GEDIS, el título de la pantalla ha sido colocado en la parte superior para que se tenga presente que es lo que representa la pantalla, además el color de fondo de la pantalla es un color que hace contraste con los gráficos de las máquinas y los menús de despliegue, así la interfaz no resulta molestosa para el operador. Cada pantalla contiene un panel en el cual se muestran las órdenes que están en ese momento en producción, cuales ya pasaron y cuales se encuentran en cola de producción, para dar de forma detallada la información que el operario necesita en todo momento.

A

B

88

Figura 65. Pantalla de Áreas de producción

En cada pantalla se encuentran los esquemáticos de las máquinas que intervienen en cada una de las áreas con los respectivos botones de inicio y fin de los procesos que pueden ser ejecutados desde el Scada o manualmente por el operario en la maquina

C

89

Flujo de Información

Planta

CAPITULO 6

ANALISIS DE RESULTADOS Una vez realizado el modelamiento para la supervisión y monitoreo de la línea de pastilla para freno de la empresa Incolbest s.a. la planta queda de la siguiente forma:

Figura 66. Diagrama de Bloques Flujo de Información hacia la planta

MEZCLADOR02-

01

LAVADO

GRANALLADO

PEGANTE

PRENSA

FORMADO0

1-68

PRENSA

FORMADO0

1-72

PRENSA

FORMADO0

1-14

PRENSA

FORMADO0

1-30

PRENSA

FORMADO0

1-46

transporte manual transporte manual transporte manual

PRENSA

CURADO01-

09

PRENSA

CURADO01-

10

PRENSA

CURADO01-

29

PRENSA

CURADO01-37

PRENSA

CURADO01-

48

PRENSA

CURADO01-

69

PRENSA

CURADO01-

70

PRENSA

CURADO01-

15 (1)

PRENSA

CURADO01-

15 (3)

PRENSA

CURADO01-

47

PRENSA

CURADO

cv01-73

PRENSA

CURADO01-

15 (2)

PRENSA

CURADO01-

15 (4)

PRENSA

CURADO

cv01-71

90

En la figura 66 se ven las interacciones entre cada uno de los elementos que intervienen en la automatización y el layout de la planta en el cual se ven cada una de las máquinas que se intervienen en el proceso productivo a modo de resumen del modelado del sistema, a continuación se analizarán uno a uno los resultados obtenidos de esta automatización:

1. Redes de Petri

Como se puede ver en el Anexo 7 en el cual se ve el desglose completo de una simulación de las redes de Petri, las referencias se van agrupando por mezcla en el caso del formado y por geometría en el caso del curado y van pasando una a una por cada una de las etapas sumando el tiempo de la anterior más el tiempo que dura cada una en las respectivas máquinas, lo que al final da el tiempo total necesario para producir esa orden. Como se puede ver en el molde corto se presentan colas de 1 o 2 piezas lo cual no sobrepasa lo estipulado en la teoría de colas en la cual se menciona que la cola no debe sobrepasar 2.5 piezas en el sistema. Esta cola puede variar dependiendo de la cantidad de órdenes que se envíen de cada una de las familias organizadas, aumentando o disminuyendo en cada una de las maquinas pero no superando el límite impuesto por la teoría de colas.

2. Lógica de control

Una vez se ha realizado la automatización de la línea de producción de pastilla en la empresa Incolbest s.a. se tiene el diagrama de producción modificado de la Figura 67:

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Figura 67. Diagrama de Bloques producción pastillas

Como se puede ver en los recuadros azules de la figura 67 las variables de entrada al proceso ahora serán cada una de las órdenes agrupadas en familias dependiendo de la etapa del proceso, la disponibilidad o no de las máquinas y las colas que existan en cada una de ellas, pues este es un factor importante a tener en cuenta en el camino que seguirá cada una de las ordenes durante el proceso productivo. En las decisiones de que caminos seguir estarán la disponibilidad y el tamaño de las colas, las salidas serán las órdenes agrupadas en cada una de las máquinas. Al analizar la simulación realizada con InControl:

DIAGRAMA DE FLUJO PROCESO DE PASTILLAGeneracion ordenes de produccion

Alistamiento entrega de

platina

Lavado

Granallado

Aplicación de pegante

Secado de pegante

Curado

Limpieza

Alistamiento carros torque

Horneado

Descargue carros horno

Rectificado

Ranurado

Perforado

Pintura Electrostatica

Engomado

Horno Engomado

Marcado Tampo o Inkjet

Remachado

Solicitud accesorios

Pegado Placa

Empaque x Juego

Empaque x 20 jgs

Si

No

Si

No

Si

Torque carros horno

Carros con torque?

Si

No

Engomado?

Accesorios?

Enfriamiento

Gamas de calidad

Transporte APT

Orden de produccion con platina

Perforado

Cargue TR 500

Cargue TR 13

Dispobible Lavadora ?

Si

NO

Dispobible Granallado ?

NO

Dispobible M pegante ?

Formado

Dispobible Curado?

-Tipo de Mezcla.-Cantidad de piezas.-Tipo Molde Forma-Tamaño colas de

Dispobible Formado?

NO

Si

-Tipo de M curadi-Cantidad de piezas.-Geomtria Piezas-Tamaño colas de

-ordenes con platina-Cantidad de piezas.

NO

Si

-Ingreso sistema scada.

Si

Si

Si

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Figura 68. Simulación con InControl de la lógica de control

Como se puede ver en la Figura 68 todas las acciones quedaran activas durante todo el proceso producto esto ya que las máquinas deben estar activas todo el tiempo a la espera de una nueva orden de producción evaluando todas las condiciones que se deben cumplir para que la maquina opere, tales como temporización de cada una de las etapas, contadores de piezas y colas de producción y disponibilidades de cada una de los equipos.

3. Simulación de la Interfaz Humano Máquina.

El Objetivo de realizar una simulación de la Interfaz Humano Máquina es comprobar el funcionamiento de la comunicación entre el programa InControl que hará las veces del PLC con la Interfaz Humano Máquina la cual se encuentra en la plataforma InTouch, además sirve para comprobar la lógica del InControl antes de una posible implementación en campo.

Figura 69. Object viewer conexión con InControl

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Como se puede ver en la Figura 69 una vez establecida la conexión correctamente entre el InControl e InTouch podemos ver el estado de las variables en la consola Object Viewer y su valor, al igual que la correcta asignación a cada uno de los objetos configurados dentro del Archestra. En el Archestra System Management Console se pueden observar el estado de las comunicaciones con todos los enlaces externos que se tengan en el Archestra junto con el estado de cada una de ellas.

Figura 70. Archestra System Management conexión con InControl

Para comprobar que el sistema está funcionando de la forma programada se realiza el accionamiento de cada uno de los botones de inicio y fin de proceso en la pantalla de InTouch correspondiente a cada uno de los procesos y observamos el inicio del proceso en InControl por medio de la pantalla de tag viewer en la que se pueden ver los cambios en cada uno de los tags programados en InControl.

Figura 71. Object Viewer con datos cargados desde InTouch

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A la pantalla de InTouch se traerán los valores de los temporizadores para saber cuánto tarda cada una de las órdenes en cada una de las estaciones, los arreglos de órdenes que van viajando de una etapa a otra para saber en que estación se encuentra da una de las ordenes, y así hacer un seguimiento a cada uno de los subproductos, en estos arreglos aparecerán las ordenes que ya pasaron y las que actualmente se encuentran en tránsito por la estación. También se podrá saber cuánto tiempo han trabajado las máquinas como control de mantenimiento, en el caso de procesos en los cuales existen varias máquinas que realizan el mismo proceso podemos con un check box seleccionar la maquina como disponible y colocar una nota del porque no se encuentra disponible en ese momento. El flujo de las órdenes es totalmente automático y no depende del operario, el solo debe colocar la orden que el programa le indica que va en la cola de producción como se ve en la Figura 72. A continuación se verá cada una de las pantallas con la simulación de una orden tradicional en la empresa Incolbest s.a.

1. En la primera pantalla se cargan las órdenes de producción.

Figura 72. Pantalla de cargar órdenes

Esta pantalla cuenta con 2 zonas importantes la zona en donde se cargan los datos de las órdenes tales como: referencia, formulación, platina (CP o SP) lo que indica si la orden tiene o no platina respectivamente, y la geometría del molde de curado, con esta información InTouch se conecta a la base de datos SQL y trae toda la información de la orden la cual se concatena en el cuadro de la parte izquierda denominado “ordenes de día” , cada vez se digita una orden y se está seguro de la información se valida la orden con el botón “validar” el cual le indica al operario si la información digitada es correcta, una vez se valida se carga la orden y cuando se carguen todas las ordenes se da orden completa para cargar las ordenes diarias.

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2. Lavado, en esta pantalla se pueden observar los paneles de navegación presentes en todas las pantallas y los botones de inicio y fin de proceso presente al inicio y fin de cada una de las maquinas respectivamente, al igual el botón de disponibilidad que permitirá o no el comienzo del proceso en cada máquina. Una vez pasan las ordenes a lavado se ve una pantalla emergente en la cual se pueden ver las ordenes que ya se produjeron las que están en producción y las que están en cola. En la parte inferior de este cuadro se puede ver que orden se está ejecutando al igual que el tiempo estimado de producción de esta orden y el tiempo real que tarda la orden, esto con el fin de que si sobre pasa el tiempo estipulado ira a las alarmas, indicando al operario que existe un problema.

Figura 73. Pantallas de órdenes etapa lavado

En la pantalla de tendencias se podrán ver todos los tiempos que duro cada una de las ordenes por día. Las alarmas se activaran cuando una orden dure más del tiempo que está estipulado en cada una de las máquinas como forma de avisar al operario que algo ocurre al igual que al supervisor para que tome las medidas pertinentes.

3. Granallado, una vez las ordenes superan la etapa de Lavado pasan a la de granallado, en las cuales al igual que en lavado se puede hacer seguimiento de las ordenes que se encuentran en curso, en verde aparece la orden que se encuentra en ejecución, se cuentan con los mismos paneles de navegación que en todas las pantallas.

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Figura 74. Pantallas de órdenes etapa granallado

5. Pegante, cuando las ordenes salen de Granallado pasan a la cámara de pegante, al igual que en los despliegues anteriores existen botones de disponibilidad, inicio y fin de proceso que serán manipulador por el operario de turno y que permitirán determinar la duración de cada ciclo de proceso.

Figura 75. Pantallas de órdenes etapa Pegante

6. Formado en esta etapa se dividen en familias las órdenes que han pasado por las etapas anteriores, encontramos una pantalla como la siguiente:

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Figura 76. Pantallas de órdenes etapa Formado

En esta pantalla aparecen en un recuadro blanco las máquinas que se encuentran no-operando y en reborde verde las maquinas a las cuales va la orden que se encuentra en cola, la agrupación tecnológica de formado se hace por medio del botón “inicio_formado “de esta forma cada una de las ordenes toma su respectivo camino y el operario sabe que maquina debe ir a consultar para ver su orden. También se cuenta con el menú de navegación rápida para poder ir a cualquiera de las pantallas asociadas a cada una de las etapas del proceso para con ello facilitar la navegación por el Scada. 7.Formado por máquinas, una vez se hace la división por familias de las ordenes de producción que han salido de pegante y se encuentran listas para pasar a formado, se encuentra un despliegue por cada una de las maquinas presentes en curado que fueron agrupadas previamente, según la tecnología de grupos , en este despliegue al igual que en los mencionados con anterioridad se tiene menús de acceso rápido y una pantalla con las ordenes que se encuentran en ejecución en el momento y cuantas se encuentran en cola, esta cola será comparada con las de las maquinas equivalentes en la familia a la cual pertenecen con el fin de que la orden siempre vaya a la máquina con menos cola de producción.

Figura 77. Pantallas de órdenes etapa Formado WA01-72

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8.Curado, al igual que en formado aparece un despliegue inicial en el cual se pueden ver todas las maquinas existentes en esta etapa del proceso, con un reborde alrededor de color verde si se encuentran disponibles y si al orden que se encuentra en cola puede ser producida en ellas y con un borde blanco si se encuentran indisponibles o la orden en cola no puede ser producida en ellas, con esta funcionalidad se ayuda al operario a dirigirse de forma rápida a la máquina que se encuentra produciendo la orden.

Figura 78. Pantallas de órdenes etapa Curado

9.Curado máquinas, como en las anteriores etapas se tiene un despliegue con el mímico de la maquina en la cual se muestran los botones de inicio, fin de proceso y disponibilidad de la máquina, con los cuales el operario indica al Scada el inicio y fin de cada ciclo.

Figura 79. Pantallas de órdenes etapa Curado WA01-09

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10.Alarmas, en este despliegue permitirá hace seguimiento en tiempo real de todos los eventos y alarmas que se producen en el proceso en color azul aparecen todos los eventos y en color rojo las alarmas para que el operario pueda de una forma rápida distinguir cada una de ellas y tomar las medidas que se requieran.

Figura 80. Pantallas de Alarmas y Eventos

11.Tendencias y Reportes, por medio de la aplicación Wonderware Historian, se puede historizar todas las variables de supervisión con que se cuenta en la planta, tales como tiempos, órdenes y valores de cada una de ellas con el fin de realizar reportes por medio de Excel y posibles análisis posteriores a los que haya lugar con la información. En la siguiente figura se puede ver un reporte extraído de una corrida del programa en el cual se visualiza el nombre del tag el tiempo en que se obtuvo el dato, el valor de la variable y el inicio de recolección de los datos, estos datos son configurables por el usuario y se pueden extraer diferentes tipos de reportes , al igual que graficas que analicen los datos extraídos como la mostrada en la Figura 81 en la cual se pueden ver los tiempos de producción de cada una de las etapas y cuánto dura cada una.

Figura 81. Reportes historian

TagName DateTime Value vValue StartDateTime

Lavado.Tiempo_lavado_AC1 04/06/15 04:49:57 PM 22,10098076 22.10098075866699204/06/15 04:49:20 PM

Lavado.Tiempo_lavado_AC2 04/06/15 04:49:57 PM 3,50368166 3.503681659698486304/06/15 04:49:20 PM

Lavado.Tiempo_lavado_AC3 04/06/15 04:49:57 PM 3,598377466 3.598377466201782204/06/15 04:49:20 PM

Lavado.Tiempo_lavado_AC4 04/06/15 04:49:57 PM 8,598432541 8.598432540893554704/06/15 04:49:20 PM

Lavado.Tlavado 04/06/15 04:49:57 PM 8,598432541 8.598432540893554704/06/15 04:49:20 PM

MFormado_WA172.TFormado 04/06/15 04:49:57 PM 54,29980469 54.2998046875 04/06/15 04:49:20 PM

MFormado_WA172.TIEMPO_AC1 04/06/15 04:49:57 PM 16,89971352 16.89971351623535204/06/15 04:49:20 PM

MFormado_WA172.TIEMPO_AC2 04/06/15 04:49:57 PM 1,900882959 1.900882959365844704/06/15 04:49:20 PM

MFormado_WA172.TIEMPO_AC3 04/06/15 04:49:57 PM 54,29980469 54.2998046875 04/06/15 04:49:20 PM

MGranallado.TGranll 04/06/15 04:49:57 PM 8,499168396 8.499168395996093704/06/15 04:49:20 PM

MPegante.TIEMPO_PEG1 04/06/15 04:49:57 PM 7 7 04/06/15 04:49:20 PM

MPegante.TIEMPO_PEG2 04/06/15 04:49:57 PM 6 6 04/06/15 04:49:20 PM

MPegante.TIEMPO_PEG3 04/06/15 04:49:57 PM 4 4 04/06/15 04:49:20 PM

MPegante.TIEMPO_PEG4 04/06/15 04:49:57 PM 3 3 04/06/15 04:49:20 PM

MPegante.TPEG 04/06/15 04:49:57 PM 8 8 04/06/15 04:49:20 PM

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Figura 82. Graficas Reportes historian

El usuario también puede graficar directamente desde la aplicación mediante el despliegue de Tendencias y realizar las gráficas que crea necesarias, con los datos que se están recolectando en la base de datos SQL para su posterior análisis.

Figura 83. Graficas de Tendencias

4. Desarrollo de pruebas El plan de pruebas presentado contiene la descripción de los casos de prueba que fueron definidos con el fin de validar la integración y el uso del desarrollo en cuestión. A continuación se presentan los dos grupos de pruebas y las pruebas contenidas en estos.

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Pruebas de integración. Consistió en verificar que los dos sistemas se acoplaran sin incidencias y que el traspaso de información entre éstos se cumpla de acuerdo al diseño previamente especificado. Dentro de este grupo de pruebas se realizaron las siguientes actividades: - Envío de órdenes de producción desde InTouch al medio de integración en donde se verificó que la comunicación en el envío de órdenes de producción de InTouch al medio de integración funcionara de manera correcta. -Manufactura virtual de la orden de producción en donde se verificó que se fabricara virtualmente una orden de producción y se determinaron los tiempos de producción de cada una de las actividades simuladas. -Confirmación de órdenes de producción en el sistema InTouch con el fin de comprobar que la comunicación para el envío de información de las órdenes finalizadas funcionara correctamente. Pruebas de uso. Consisten en determinar la facilidad con la cual los usuarios de una aplicación la pueden operar. En este caso los objetivos estuvieron relacionados con determinar la habilidad del participante para operar el sistema con base en base a una explicación de cómo funciona el sistema y verificar que la interfaz del usuario sea lo suficientemente intuitiva para su respectivo manejo. Dentro de este grupo de pruebas se realizaron las siguientes actividades: Prueba de facilidad de uso de InTouch (envío y recepción de órdenes) la cual pretendió verificar que la aplicación realizada en InTouch pudiera ser operado por potenciales usuarios Al finalizar el grupo de pruebas se realizaron ajustes que fueron introducidos en la aplicación con el fin de hacerla lo más fácil de operar por el usuario. En general, el sistema presentó un comportamiento satisfactorio y todas las pruebas fueron culminadas con éxito.

5. Resultado Pruebas Dando respuesta a los objetivos planteados por medio de los resultados mencionados en el numeral anterior por medio de las simulaciones de InControl, InTouch y Redes de Petri podemos definir que: -Una vez se ha modelado el sistema de supervisión por medio de Redes de Petri con tecnología de grupos y teoría de colas se pueden obtener los tiempos de operación, de cada una de las maquinas como se muestra en la Figura 80 y con estos resultados realizar estadísticas de manejo de recursos como los mostrados en la gráfica de la Figura 81. Los flujos de procesos adecuados son verificables por medio de las simulaciones realizadas con Redes Petri del Anexo 7 en alas cuales se muestra que una vez se realiza la re-organización del flujo actual en el cual la mayoría de los trabajos son manuales se mantiene una flexibilidad de ruta y de producto .

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Una vez realizada la simulación del sistema con las órdenes cargadas en la base de datos sql se puede ver que la reducción de tiempo se presente en el mejoramiento de situaciones tales como:

Figura 84. Diagrama de tiempos del proceso productivo después de la automatización

-Como se puede ver en el diagrama anterior de la situación de la planta una vez se realiza la automatización se pueden reducir los tiempos de fabricación de las piezas reduciendo los tiempos que se encuentran en color rojo y que son las paradas típicas de la planta por situaciones propias de no existir un flujo de proceso adecuado, el cual se logra con la agrupación de piezas y control de colas en cada una de las máquinas, los tiempos de ciclo de fabricación de cada una de las piezas en cada una de las maquinas permanecerán iguales pues estos están dados por formulaciones propias de la fabricación de las pastillas y no pueden ser modificados, los tiempos que se reducirán son los tiempo ociosos de las máquinas.

1. Las principales paradas que se presentan en Incolbest una vez se realizó el levantamiento de campo son:

Tipo Parada Tiempo

min Porcentaje

Cambio de herramental 178 42,58%

Mantenimiento correctivo 68,13 16,30%

Cambio de mezcla 4,18 1,00%

Total general 250,31 59,88% Tabla 19. Principales paradas

Como se puede ver el 59% de las paradas que presenta la planta son debido a cambios de herramental, mantenimientos correctivos no programados y cambios de mezcla, los cuales son reducidos una vez se realiza el agrupamiento tecnológico, ya que se pasó de tener 1229 referencias diferentes a un total 348 familias en curado lo que hace que el cambio de herramentales disminuya en un 71% del que actualmente existe.

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En el caso de formado el cambio de mezcla de 12 tipos de mezcla diferentes que se cambiaban constantemente a tres grandes familias lo cual redujo en 75 % el cambio de mezcla con lo cual los tiempos de parada de la empresa quedaron reducidos en:

Tipo Parada Tiempo min Porcentaje

Cambio de herramental 51,62 12,35%

Mantenimiento correctivo 68,13 16,30%

Cambio de mezcla 1,045 0,25%

Total general 250,31 28,90%

Tabla 20. Reducción de principales paradas

2. Reducción de la intervención del operario en la decisión de que ordenes deben ser producidas, ya que el programa le indica en cada fase que orden debe seguir, el operario solo debe indicar cuando inicia y finaliza un proceso mediante los botones colocados en cada una de las pantallas de proceso al inicio y final del esquemático que simboliza cada una de las máquinas y el programa calcula la ruta de la orden a la siguiente fase del proceso.

3. Gracias a las tendencias históricas el personal encargado de organizar la producción podrá ver en tiempo real cuánto dura cada una de las ordene en ser procesadas y cuales están tardando más de lo debido.

DESARROLLOS POSTERIORES 1. A partir de este primer desarrollo tecnológico en la empresa Incolbest surgen preguntas de cómo se pueden integrar otros procesos de la cadena de valor como son el mantenimiento de plantas y equipos, costeo de productos, servicio posventa, entre otros, para lograr una empresa totalmente integrada a través de los sistemas de información. La automatización hoy en día se mueve a pasos agigantados hacia industrias de 4 generación en las cuales toda la información importante de las empresas se encuentra en red disponible para ser consultada por gerentes y personal del área administrativa que tiene que tomar decisiones sin encontrarse necesariamente en planta, por tal razón un desarrollo posterior al realizado en el actual trabajo seria la implementación del information server de Wonderware el cual permite tener atreves de un navegador web pantallas de InTouch , alarmas y reportes. El software de gestión y supervisión Archestra IDE permite realizar replicadores de las bases de datos en otros servidores adquiriendo las respectivas licencias lo que permitiría tener toda la información concerniente a reportes, alarmas y eventos en computadores backup protegiendo así la información de relevancia de la planta. 2. El monitoreo del estado de las ordenes de producción y de las maquinas se encuentra en el sistema de supervisión Archestra IDE por tal razón un desarrollo posterior seria la integración del nivel de supervisión con el niel de negocios en el cual la empresa cuenta con el software SAP para su gestión

104

CONCLUSIONES

1. Por medio de Herramientas tecnológicas como la teoría de colas y la agrupación tecnológica se llegan a organizar problemas secuenciales complejos como es el caso de la empresa Incolbest en donde la cantidad de referencias diferentes dificulta realiza una secuencia adecuada de los procesos.

2. Por medio del sistema de supervisión desarrollado se pueden determinar los tiempos que cada máquina tarda en procesar cada una de las piezas y el tiempo que tarda esta pieza en los carros de transición antes de ser procesada por la siguiente fase del proceso.

3. Con el almacenamiento de los eventos e históricos en el servidor Historian se puede de forma fácil y precisa realizar consultas para determinar tiempos de producción.

4. La Herramienta de Redes de Petri es muy útil a la hora de desarrollar flujos de proceso adecuados debido a que es muy versátil y puede ser usada de forma temporizada como se realizó en este proyecto para determinar tiempos que tarda un token de un lugar a otro y así ver la evolución de la red.

5. Debido a que el operario no debe tomar la decisión de que orden continua en producción , sino que esta tarea es desarrollada por el programa gracias a la teoría de colas y la agrupación tecnológica realizada, el tiempo de cambio de herramentales y de mezcla es reducido y se logra mejorar el aprovechamiento de las máquinas.

6. Las alternativas propuestas a la situación actual de la empresa se maneja con una automatización parcial que le da a Incolbest la facilidad de mejorar se procesó de producción a costos no tan elevados y con herramientas muy poderosas que le permiten al operario intervenir lo menos posible en la toma de decisiones en el momento de programar tareas, ya que su función se verá reducida a colocar y retirara las piezas de las máquinas de cada orden que el programa le indique que se encuentra en cola de producción.

7. La interfaz Humano Máquina debe ser lo más simple posible para los operadores ya que ellos serán las personas que estén relacionados a diario con el sistema y la interacción de pantallas debe ser intuitiva y que deje el menor margen posible al error humano.

105

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[21] Mafriccion, «Mafriccion duracion y confianza,» 2015. [En línea]. Available: http://www.mafriccion.com/investigacion-y-desarrollo.html. [Último acceso: Abril 2015].

106

[22] Remsa, «Mundo Remsa,» [En línea]. Available: http://www.remsa.com/es/productos/pastillas-de-freno/.

[23] Solobici.es, «Solobici,» 2014. [En línea]. Available: http://solobici.es/visita-a-la-fabrica-de-galfer/. [Último acceso: 2015].

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[28] June .

[29] M. Westergaard, «CPNTOOL,» 2013. [En línea]. Available: http://cpntools.org/documentation/start.

[30] I. Invensys Systems, «Guia de Usuario Incontrol,» de Wonderware® FactorySuite, Lake Forest, CA 92630 U.S.A., Wonderware, 2004.

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[34] H. (. Stöle, « An Evaluation of High-End Tools for Petri Nets, Technical Report 9802, University of Munich, 1998,» [En línea]. Available: http://www.pst.informatik.uni-muenchen.de/personen/stoerrle/V/Evaluierung.pdf.

[35] J. Bartolomé, «El protocolo MODBUS,» 01 2011. [En línea]. Available: http://www.tolaemon.com/docs/modbus.htm#descrip_general.

107

ANEXO 1 TIEMPOS POR PIEZAS

ALISTAMIENTO DE PLATINA

Tabla 21. Tiempos de alistamiento de platina.

Fuente: Incolbest s.a.

FORMADO

Tabla 22. Tiempos de formado tomados en planta.

Fuente: propia

LAVADO DE PLATINA Auto Moto

Promedio lavado de platina turno jgs WA-0628 0,237770193 0,083935743

GRANALLADO PLATINA

Granalladora WA - 1133 Juegos / turno 0,237770193 0,083935743

MARCADO MICROPERCUSION

Pastilla / minuto WA-1317 17 N/A

Pastilla / minuto WA-1325 17 N/A

Marcadora micropercusion WA-1317 jgs/turno 0,235294118 0,083935743

Marcadora micropercusion WA-1325 jgs/turno 0,235294118 0,083935743

APLICACIÓN DE PEGANTE

Extendido de platina

Platinas por malla 27

Cabina de aplicación pegante jgs/turno 0,224248927 0,083935743

SECADO DE PEGANTE

Secado pegante negro en horno min 30

Horno de secado de pegante jgs/horneada 180

Secado jgs/turno

Tiempo de secado min 120

Tiempo por pieza(min)

FORMADO

Juegos turno 0130 2 cavidades 400

Juegos turno 0130 1 cavidad 200

Tiempo cambio de mezcla min 3

Tiempo cambio de presion min 1

Prensa 0130 jgs/min 2 cavidades 1,0

Prensa 0130 jgs/min 1 cavidad 2,1

Juegos turno 0149 2 cavidades 700

Juegos turno 0149 1 cavidad 350

Tiempo cambio de mezcla min 3

Tiempo cambio de presion min 1

Prensa 0149 jgs/min 2 cavidades 0,6

Prensa 0149 jgs/min 1 cavidad 1,2

Juegos turno 0168 2 cavidades 700

Juegos turno 0168 1 cavidad 350

Tiempo cambio de mezcla min 3

Tiempo cambio de presion min 1

Prensa 0168 jgs/min 2 cavidades 0,6

Prensa 0168 jgs/min 1 cavidad 1,2

Juegos turno 0172 2 cavidades 700

Juegos turno 0172 1 cavidad 350

Tiempo cambio de mezcla min 3

Tiempo cambio de presion min 1

Prensa 0172 jgs/min 2 cavidades 0,6

Prensa 0172 jgs/min 1 cavidad 1,2

108

CURADO

WA-0109

Tiempo de ciclo de curado min 10,25

Metidas 20

N° Pisos 0109 5

Moldes por piso 1

Pastillas / molde 4 5 6 8 9

Pastillas/piso 0109 4 5 6 8 9

Pastillas / ciclo 20 25 30 40 45

Ciclos al turno 41

Juegos/turno 204 255 306 408 459

WA-0110

Tiempo de ciclo de curado min 10,25

Metidas 20

N° Pisos 0110 5

Moldes por piso 1

Pastillas / molde 3 4 5 6 8 9

Pastillas/piso 0110 3 4 5 6 8 9

Pastillas / ciclo 15 20 25 30 40 45

Ciclos al turno 41

Juegos/turno 153 204 255 306 408 459

WA-0129

Tiempo de ciclo de curado min 13

Metidas 20

N° Pisos 0129A 3

Moldes por piso 3

Pastillas / molde 4 5 6

Pastillas/piso 0129A 12 15 18

Pastillas / ciclo 36 45 54

Ciclos al turno 32

Juegos/turno 289 362 434

WA-0137A

Tiempo de ciclo de curado min 13

Metidas 20

N° Pisos 0137A 3

Moldes por piso 3

Pastillas / molde 4 5 6

Pastillas/piso 0137A 12 15 18

Pastillas / ciclo 36 45 54

Ciclos al turno 32

Juegos/turno 289 362 434

WA-0170

Tiempo de ciclo de curado min 11

Metidas 20

N° Pisos 0170 4

Moldes por piso 2

Pastillas / molde 4 5 6 8 9

Pastillas/piso 0170 8 10 12 16 18

Pastillas / ciclo 32 40 48 64 72

Ciclos al turno 38

Juegos/turno 304 380 456 608 684

CURADO

109

WA-0148

Tiempo de ciclo de curado min 10,25

Metidas 20

N° Pisos 0148 5

Moldes por piso 1

Pastillas / molde 4 5 6 8 9

Pastillas/piso 0148 4 5 6 8 9

Pastillas / ciclo 20 25 30 40 45

Ciclos al turno 41

Juegos/turno 204 255 306 408 459

WA-0169

Tiempo de ciclo de curado min 10,25

Metidas 20

N° Pisos 0169 3

Moldes por piso 1

Pastillas / molde 4 5 6 8 9

Pastillas/piso 0169 4 5 6 8 9

Pastillas / ciclo 12 15 18 24 27

Ciclos al turno 41

Juegos/turno 122 153 184 245 275

WA-0171

Tiempo de ciclo de curado min 15

Metidas 20

N° Pisos 0171 1

Moldes por piso 1

Pastillas / molde 1 2

Pastillas/piso 0171 1 2

Pastillas / ciclo 1 2

Ciclos al turno 28

Juegos/turno 7 14

WA-0173

Tiempo de ciclo de curado min 15

Metidas 20

N° Pisos 0173 1

Moldes por piso 1

Pastillas / molde 1 2

Pastillas/piso 0173 1 2

Pastillas / ciclo 1 2

Ciclos al turno 28

Juegos/turno 7 14

WA-0147

Tiempo de ciclo de curado min 15

Metidas 20

N° Pisos 0147 1

Moldes por piso 1

Pastillas / molde 1 2

Pastillas/piso 0173 1 2

Pastillas / ciclo 1 2

Ciclos al turno 28

Juegos/turno 7 14

WA-0115 Auto Moto

Tiempo de ciclo de curado min 10,25 5,2

Metidas 20 44

N° Pisos 0115 1 2

Moldes por piso 1 1

Pastillas / molde 1 2 3 4 4

Pastillas/piso 0115 1 2 3 4 4

Pastillas / ciclo 1 2 3 4 4

Ciclos al turno 41 44

Juegos/turno 10 20 31 41 176

Tabla 23. Tiempos de curado tomados en planta. Fuente: propia

110

ANEXO 2 REPRESENTACION EN LA PRODUCCION TIPO MOLDE CURADO

MOLDE CANTIDAD DE REFERENCIAS

PRODUCCION ANUAL

BATERIA 717 26 37235

701 8 244

789 8 210

1029 8 100

1095 4 26314

10299 4 8628

10288 4 896

7180 4 428

7001 4 272

10291 3 14704

10292 3 8646

10284 3 849

10294 2 11480

10293 2 10024

10302 2 5582

10247 2 4976

10245 2 4521

8418 2 3206

10300 2 2181

7234 2 1834

10308 2 1402

10309 2 986

10301 2 802

7101 2 60

10307 2

10303 1 3640

10305 1 501

10246 1 478

10306 1 295

10289 1 293

060 1 237

10310 1 195

066 1 127,5

7103 1 48

7111 1 24

051 1

064 1

111

068 1

10304 1

10311 1

10312 1

10314 1

7036 1

7057 1

7093 1

Total BATERIA 125 141418,5

TIPO MOLDE CURADO MOLDE

CANTIDAD DE REFERENCIAS

PRODUCCION ANUAL

CORTO 001 23 11140

771 21 6752

7070 20 8464

7808 20 2616

7806 20 1460

7013 17 3310

10203 16 9109

7117 16 6636

7122 16 324

7305 15 16906

10232 14 13967

10243 13 51667

7529 13 3384

006 13 1932

017 13 835

7228 12 16547

7019 12 6590

047 12 5548

7024 12 3358

10254 11 24949

10233 11 15872

10286 11 12714

7532 11 2776

10221 11 1424

7520 11 1317

10231 11 214

7943 10 35654

7877 10 7685

10202 10 6736

112

025 10 2558

7250 10 2415

7459 10 1760

10212 10 646

7125 10 336

7136 10 284

10210 9 5208

012 9 2729

7503 9 2549

7104 9 600

798 9 549

10217 9 284

10201 9 187

7739 8 10217

7054 8 4251

7412 8 4122

10257 8 3562

10207 8 3347

7151 8 1886

7535 8 1186

10226 8 1090

7593 8 703

7017 8 630

7807 8 625

7027 8 592

10229 8 396

7759 8 336

10223 8 238

795 8 134

10225 8 94

10298 7 25849

8266 7 14897

10290 7 10619

10265 7 7419

10296 7 4442

10218 7 2890

7169 7 1591

7037 7 128

7225 7

7487 6 8288

113

7435 6 6574

10220 6 6388

10215 6 4442

7825 6 4110

7575 6 3464

7703 6 3401

7639 6 2915

10213 6 2794

7483 6 2697

7625 6 2584

7447 6 2548

10297 6 2118

7076 6 1821

10252 6 1760

10240 6 1524

7760 6 570

7155 6 144

067 6

10214 6

10248 6

10255 5 5648

8307 5 2436

7558 5 1190

10250 5 890

10234 5 517

028 5 260

10228 5 259

10285 4 14442

7688 4 7030

7186 4 3174

7566 4 1494

10251 4 1341

7957 4 1132

7418 4 518

7640 4 267

10224 4 228

10249 4 118

7388 4 118

7644 4 48

10287 3 3034

114

7706 3 308

7252 3 260

7915 3 129

8282 3 60

10239 3 48

789 3

8391 2 4516

10267 2 1932

7997 2 1914

7758 2 1464

8383 2 1459

8668 2 990

8730 2 913

003 2 685

8400 2 574

8221 2 440

8419 2 391

7460 2 366

7985 2 296

7916 2 216

8521 2 203

10242 2 142

7662 2 96

024 2 86

8212 2 60

026 2 56

7100 2

7118 2

7817 2

7875 2

8381 1 2681

8432 1 2156

8456 1 1198

8412 1 1174

8389 1 703

8268 1 620

8767 1 576

7950 1 557

8614 1 532

8311 1 504

115

10270 1 497

10315 1 471

8615 1 437

8325 1 433

8384 1 311

8287 1 270

7653 1 238

004 1 117,5

7994 1 98

8806 1 98

7006 1

7837 1

8331 1

Total CORTO 1028 534796,5

CV 10253 1 30

10258 3 175

10259 2

10262 2 537

10263 1 30

10264 1

10266 2 296

10317 1 105

7636 4 418

7652 2 98

7654 4 1374

7655 2 1314

8435 1 178

8479 2 297

Total CV 28 4852

LARGO 005 32 51992

007 9 850

014 12 5716

018 11 735

021 1

022 13 2787

023 10 502

029 11 5048

035 13 3067

046 18 12834

069 1

116

070 14 3932

072 9 2414

079 12 326

083 12 1014

10200 13 12986

10202 3 205

10204 4 264

10205 8 438

10206 12 1165

10208 12 21627

10209 21 84255

10211 11 13545

10216 12 30828

10222 11 24578

10227 8 354

10230 4 231

10231 1

10235 12 8003

10236 10 3978

10237 11 66297

10238 6 1200

10244 6 6500

10313 3 11738

10316 6 3610

7001 2 109

7017 7 1668

7019 10 1627

7024 10 1734

7027 1

7054 6 2841

7069 12 4683

7070 6 436

7112 13 4250

7113 10 1146

7117 6

7127 4 58

7128 2

7136 2

7153 14 3532

7170 8 3490

117

7188 19 5849

7194 9 120

7197 4 318

7201 2

7205 19 17764

7209 12 1288

7213 5 90

7219 29 41084

7220 26 21337

7241 18 15604

7242 11 3924

7244 3 29

7247 4

7253 21 42637

7259 18 4200

7260 8 284

7264 8 556

7267 16 11640

7272 4 46

728 28 13148

7291 12 6124

7298 28 47485

7299 2 125

7320 4

7329 9 2610

7331 21 16989

7332 10 1682

7334 7 200

7335 1

7336 4

7339 6 1306

7345 2

7350 3 402

7353 8 1517

7358 11 667

736 18 7232

7370 5 420

7376 21 40267

7385 8 684

7386 4

118

7389 14 17998

7417 16 6062

7436 7 144

7441 9 536

7463 16 9214

7464 8 1421

7480 24 4560

7502 2 356

7518 8 660

7545 6 2188

7546 13 1922

7550 8 744

7554 12 240

7557 9 5352

7559 10 9136

7605 2 545

7641 2 183

7660 4 154

7661 4 206

7667 13 30802

7668 7 59392

7670 11 19208

780 2 291

7808 4

7817 3 287

788 8 424

790 3 124

792 2 64

793 14 16791

794 2 23

7961 2 304

8200 1 726

8216 2 150

8378 2 330

8405 2 1020

8776 1 2535

8844 2 560

Total LARGO 1168 910873

Tabla 24. Representación en la producción Fuente: propia

119

ANEXO 3 JUEGOS POR TURNO Los tiempos están medidos en minutos por juegos de pastillas que se realizan en un turno de 8h (418 min efectivos) en promedio, son tiempos de las piezas en producción no se tienen en cuenta tiempos inactivos de las máquinas.

LAVADO DE PLATINA Auto Moto

Promedio lavado de platina turno jgs WA-0628 1758 4980

GRANALLADO PLATINA

Granalladora WA - 1133 Juegos / turno 1758 4980

APLICACIÓN DE PEGANTE Auto Moto

Cabina de aplicación pegante jgs/turno 1864 4980

SECADO DE PEGANTE

Secado jgs/turno 2508 4980

FORMADO

Juegos turno 0130 2 cavidades 400 n/a

Juegos turno 0130 1 cavidad 200 n/a

n/a

Juegos turno 0114 2 cavidades 500 n/a

Juegos turno 0114 1 cavidad 250 n/a

n/a

Juegos turno 0149 2 cavidades 700 n/a

Juegos turno 0149 1 cavidad 350 n/a

n/a

Juegos turno 0168 2 cavidades 700 n/a

Juegos turno 0168 1 cavidad 350 n/a

n/a

Juegos turno 0172 2 cavidades 700 n/a

Juegos turno 0172 1 cavidad 350 n/a

CURADO

WA-0109

Tiempo de ciclo de curado min 10,25

Juegos/turno 204 459

WA-0110

Tiempo de ciclo de curado min 10,25

Juegos/turno 153 408

WA-0129ª

Tiempo de ciclo de curado min 13

Juegos/turno 289

WA-0129B

Tiempo de ciclo de curado min 13

Juegos/turno 289

120

WA-0137ª

Tiempo de ciclo de curado min 13

Juegos/turno 289

WA-0137B

Tiempo de ciclo de curado min 13

Juegos/turno 289

WA-0170

Tiempo de ciclo de curado min 11

Juegos/turno 304 684

WA-0148

Tiempo de ciclo de curado min 10,25

Juegos/turno 204 459

WA-0169

Tiempo de ciclo de curado min 10,25

Juegos/turno 122 275

WA-0171

Tiempo de ciclo de curado min 15

Juegos/turno 7

WA-0173

Tiempo de ciclo de curado min 15

Juegos/turno 7

WA-0147

Tiempo de ciclo de curado min 15

Juegos/turno 7

WA-0115 Auto Moto

Tiempo de ciclo de curado min 10,25 5,2

Juegos/turno 10 176 Tabla 25. Juegos por turno

Fuente: Incolbest s.a

En el siguiente diagrama se pueden observar los tiempos de producción por juego y los tiempos de traslado y cambio de herramentales de cada una de las maquinas por proceso productivo.

121

122

ANEXO 4 COTIZACION SIEMENS

Fuente: www.siemens.com/S7-1200

123

ANEXO 5 COLSEIN

Fuente: Colsein

124

ANEXO 6 LISTADO DE VARIABLES

DECLARACION NOMBRE TIPO

Global BV STRING

Global C109_disp BOOL

Global C110_disp BOOL

Global C115_1_disp BOOL

Global C115_2_disp BOOL

Global C115_3_disp BOOL

Global C115_4_disp BOOL

Global C129_1_disp BOOL

Global C129_2_disp BOOL

Global C137_1_disp BOOL

Global C137_2_disp BOOL

Global C148_disp BOOL

Global C169_disp BOOL

Global C170_disp BOOL

Global C171_disp BOOL

Global C173_disp BOOL

Global CARGAR BOOL

Global cola_frm114 INT

Global cola_frm114_1 INT

Global cola_frm13 INT

Global cola_frm130 INT

Global cola_frm149 INT

Global cola_frm149_1 INT

Global cola_frm168 INT

Global cola_frm168_1 INT

Global CR STRING

Global CUR1 BOOL

Global CUR10 BOOL

Global CUR2 BOOL

Global CUR3 BOOL

Global CUR4 BOOL

Global CUR5 BOOL

Global CUR6 BOOL

Global CUR7 BOOL

Global CUR8 BOOL

Global CUR9 BOOL

Global cur_bv INT

Global cur_cr INT

Global cur_cr1 INT

Global cur_cr_WA109 INT

Global cur_cr_WA110 INT

Global cur_cr_WA110_1 INT

Global cur_cv INT

Global cur_gmr INT

Global cur_lr INT

Global CV STRING

125

Global DIS_109 BOOL

Global DIS_110 BOOL

Global DIS_129_1 BOOL

Global DIS_129_2 BOOL

Global DIS_137_1 BOOL

Global DIS_137_2 BOOL

Global DIS_148 BOOL

Global DIS_169 BOOL

Global enable BOOL

Global f114_disp BOOL

Global f130_disp BOOL

Global f149_disp BOOL

Global f168_dip BOOL

Global f172_disp BOOL

Global FML_CURADO STRING

Global FML_CURADO1 STRING

Global FML_CURADO2 STRING

Global FML_CURADO3 STRING

Global FML_CURADO4 STRING

Global FML_CURADO5 STRING

Global FML_CURADOSP STRING

Global FML_FORMADO STRING

Global frm INT

Global frm114 INT

Global frm130 INT

Global frm149 INT

Global frm168 INT

Global frm172 INT

Global GEOMETRIA STRING

Global grn INT

Global i INT

Global inicio INT

Global lav INT

Global LR STRING

Global ORDEN_COMPLETA INT

Global ORDEN_CONPLATINA STRING

Global ORDEN_CURADO_BATERIA STRING

Global ORDEN_CURADO_CORTO STRING

Global ORDEN_CURADO_CV STRING

Global ORDEN_CURADO_LARGO STRING

Global ORDEN_CURADO_WA109 STRING

Global ORDEN_CURADO_WA110 STRING

Global ORDEN_CURADO_WA148 STRING

Global ORDEN_CURADO_WA169 STRING

Global ORDEN_DIA STRING

Global ORDEN_DIA1 STRING

Global ORDEN_DIA2 STRING

Global ORDEN_DIA3 STRING

Global ORDEN_FORMFAML1 STRING

Global ORDEN_FORMFAML2 STRING

Global ORDEN_FORMFAML3 STRING

Global ORDEN_FORMWA0114 STRING

Global ORDEN_FORMWA0130 STRING

Global ORDEN_FORMWA0149 STRING

126

Global ORDEN_FORMWA0168 STRING

Global ORDEN_FORMWA0172 STRING

Global ORDEN_GRANALLADO STRING

Global ORDEN_LAVADO STRING

Global ORDEN_PEGANTE STRING

Global ORDEN_SINPLATINA STRING

Global Peg INT

Global pl INT

Global PLAT STRING

Global PLATINA STRING

Global PRENSA_CUR STRING

Global PRENSA_FORM STRING

Global REFERENCIA STRING

Global SINPLATINA BOOL

Global snp INT

Global Symbol1 BOOL

Global Symbol2 BOOL

Global Symbol3 BOOL

Global Symbol4 BOOL

Global TGranallado LREAL

Global TIEMPO_GRAN_AC LREAL

Global TIEMPO_GRANALL TIME

Global TIEMPO_LAVADO TIME

Global TIEMPO_LAVADO_AC LREAL

Global TIEMPO_PEGANTE TIME

Global TIEMPO_PEGANTE_AC LREAL

Global TIPO_MOLDE_C STRING

Global TLavado REAL

Global TPegante LREAL

Global WA0130 STRING

Global WA0149 STRING

Global WA0172 STRING

Global WA109_GEMT STRING

Global WA110_DISP BOOL

Global WA110_GEMT STRING

Global WA110_GEMT_1 STRING

main.CONTF114 CU BOOL

main.CONTF114 CV DINT

main.CONTF114 EN BOOL

main.CONTF114 ENO BOOL

main.CONTF114 PV DINT

main.CONTF114 Q BOOL

main.CONTF114 R BOOL

main.CONTF130 CU BOOL

main.CONTF130 CV DINT

main.CONTF130 EN BOOL

main.CONTF130 PV DINT

main.CONTF130 Q BOOL

main.CTU11 CU BOOL

main.CTU11 CV DINT

main.CTU11 EN BOOL

main.CTU11 PV DINT

main.CTU11 Q BOOL

main.CTU12 CU BOOL

127

main.CTU12 CV DINT

main.CTU12 EN BOOL

main.CTU12 ENO BOOL

main.CTU12 PV DINT

main.CTU15 CU BOOL

main.CTU15 CV DINT

main.CTU15 EN BOOL

main.CTU15 ENO BOOL

main.CTU15 PV DINT

main.CTU15 Q BOOL

main.CTU15 R BOOL

main.CTU23 CU BOOL

main.CTU23 CV DINT

main.CTU23 EN BOOL

main.CTU23 ENO BOOL

main.CTU23 PV DINT

main.CTU23 Q BOOL

main.CTU23 R BOOL

main.CTU24 CU BOOL

main.CTU24 CV DINT

main.CTU24 EN BOOL

main.CTU24 PV DINT

main.CTU24 Q BOOL

main.CTU24 R BOOL

main.CTU25 CU BOOL

main.CTU25 CV DINT

main.CTU25 EN BOOL

main.CTU25 ENO BOOL

main.CTU25 PV DINT

main.CTU25 Q BOOL

main.CTU25 R BOOL

main.CTU26 CU BOOL

main.CTU26 CV DINT

main.CTU26 EN BOOL

main.CTU26 ENO BOOL

main.CTU26 PV DINT

main.CTU26 Q BOOL

main.CTU26 R BOOL

main.CTU3 CU BOOL

main.CTU3 CV DINT

main.CTU3 EN BOOL

main.CTU3 PV DINT

main.CTU3 Q BOOL

main.CTU3 R BOOL

main.CTU30_LR CU BOOL

main.CTU30_LR CV DINT

main.CTU30_LR EN BOOL

main.CTU30_LR PV DINT

main.CTU30_LR Q BOOL

main.CTU30_LR R BOOL

main.CTU31_BV CU BOOL

main.CTU31_BV CV DINT

main.CTU31_BV EN BOOL

main.CTU31_BV PV DINT

128

main.CTU31_BV Q BOOL

main.CTU31_BV R BOOL

main.CTU4 CU BOOL

main.CTU4 CV DINT

main.CTU4 EN BOOL

main.CTU4 PV DINT

main.CTU4 Q BOOL

main.CTU4 R BOOL

main.CTU7 CU BOOL

main.CTU7 CV DINT

main.CTU7 EN BOOL

main.CTU7 PV DINT

main.CTU7 Q BOOL

main.CTU7 R BOOL

main.CTU_BV CU BOOL

main.CTU_BV CV DINT

main.CTU_BV EN BOOL

main.CTU_BV PV DINT

main.CTU_BV Q BOOL

main.CTU_BV R BOOL

main.CTU_CUR CU BOOL

main.CTU_CUR CV DINT

main.CTU_CUR EN BOOL

main.CTU_CUR PV DINT

main.CTU_CUR Q BOOL

main.CTU_CUR R BOOL

main.CTU_WA110 CU BOOL

main.CTU_WA110 CV DINT

main.CTU_WA110 EN BOOL

main.CTU_WA110 PV DINT

main.CTU_WA110 Q BOOL

main.CTU_WA110 R BOOL

main.CTUFRM114_1 CU BOOL

main.CTUFRM114_1 CV DINT

main.CTUFRM114_1 EN BOOL

main.CTUFRM114_1 PV DINT

main.CTUFRM114_1 Q BOOL

main.CTUFRM172 CU BOOL

main.CTUFRM172 CV DINT

main.CTUFRM172 EN BOOL

main.CTUFRM172 PV DINT

main.CTUFRM172 Q BOOL

main.CTUFRM172 R BOOL

main.CTUSALIDAFRM0130 CU BOOL

main.CTUSALIDAFRM0130 CV DINT

main.CTUSALIDAFRM0130 EN BOOL

main.CTUSALIDAFRM0130 PV DINT

main.CTUSALIDAFRM0130 Q BOOL

main.CTUSALIDAFRM0130 R BOOL

main pl1 INT

main pl2 INT

main.TG EN BOOL

main.TG ET TIME

main.TG IN BOOL

129

main.TG PT TIME

main.TG Q BOOL

main.TON1 EN BOOL

main.TON1 ET TIME

main.TON1 IN BOOL

main.TON1 PT TIME

main.TON1 Q BOOL

main.TPEG EN BOOL

main.TPEG ET TIME

main.TPEG IN BOOL

main.TPEG PT TIME

SLC1 FIN_CUR_BATE BOOL

SLC1 FIN_CUR_BATE1 BOOL

SLC1 FIN_CUR_BATE2 BOOL

SLC1 FIN_CUR_BATE3 BOOL

SLC1 FIN_CUR_WA109 BOOL

SLC1 FIN_CUR_WA110 BOOL

SLC1 FIN_CUR_WA129_1 BOOL

SLC1 FIN_CUR_WA129_2 BOOL

SLC1 FIN_CUR_WA137_1 BOOL

SLC1 FIN_CUR_WA137_2 BOOL

SLC1 FIN_CUR_WA148 BOOL

SLC1 FIN_CUR_WA169 BOOL

SLC1 FIN_CUR_WA171 BOOL

SLC1 FIN_CUR_WA173 BOOL

SLC1 FIN_CURADO BOOL

SLC1 FIN_FORM BOOL

SLC1 FIN_FORMWA0114 BOOL

SLC1 FIN_FORMWA0130 BOOL

SLC1 FIN_FORMWA0149 BOOL

SLC1 FIN_FORMWA0168 BOOL

SLC1 FIN_FORMWA0172 BOOL

SLC1 FIN_GRAN BOOL

SLC1 FIN_LAVADO BOOL

SLC1 FIN_PEG BOOL

SLC1 INCIO_CUR_BATE INT

SLC1 INCIO_CUR_BATE1 INT

SLC1 INCIO_CUR_BATE2 INT

SLC1 INCIO_CUR_BATE3 INT

SLC1 INICIO_CURADO BOOL

SLC1 INICIO_FORM BOOL

SLC1 INICIO_FORMWA0114 BOOL

SLC1 INICIO_FORMWA0130 BOOL

SLC1 INICIO_FORMWA0149 BOOL

SLC1 INICIO_FORMWA0168 BOOL

SLC1 INICIO_FORMWA0172 BOOL

SLC1 INICIO_GRAN BOOL

SLC1 INICIO_LAV BOOL

SLC1 INICIO_PEG BOOL

SLC1 INICIO_WA109 BOOL

SLC1 INICIO_WA110 BOOL

SLC1 INICIO_WA129_1 BOOL

SLC1 INICIO_WA129_2 BOOL

SLC1 INICIO_WA137_1 BOOL

130

SLC1 INICIO_WA137_2 BOOL

SLC1 INICIO_WA148 BOOL

SLC1 INICIO_WA169 BOOL

SLC1 INICIO_WA171 BOOL

SLC1 INICIO_WA173 BOOL

131

ANEXO 7 SIMULACION CPTOOLS CPN Tools simulation report for: /cygdrive/C/Users/Usuario/Documents/prueba24-07/##IncolbestCPN4 - copia.cpn Report generated: Mon May 25 20:15:08 2015

ORDENES #

ORDEN TIEMPO

1

0.0 division_del_trabajo @ (1:PROCESO_COMPLETO)

- plat = P

- mld = MC

- t = "B"

- clas = B

- p = 20

2

0.0 division_del_trabajo @ (1:PROCESO_COMPLETO)

- plat = P

- mld = MC

- t = "G"

- clas = A

- p = 10

3

3

0.0 division_del_trabajo @ (1:PROCESO_COMPLETO)

- plat = P

- mld = MC

- t = "C"

- clas = A

- p = 10

4

4

0.0 division_del_trabajo @ (1:PROCESO_COMPLETO)

- plat = P

- mld = MC

- t = "D"

- clas = C

- p = 10

5

5

0.0 division_del_trabajo @ (1:PROCESO_COMPLETO)

- plat = SP

- mld = Cv

- t = "G"

- clas = C

- p = 10

6

6

0.0 division_del_trabajo @ (1:PROCESO_COMPLETO)

- plat = SP

- mld = Cv

- t = "G"

- clas = A

- p = 10

7

7

0.0 division_del_trabajo @ (1:PROCESO_COMPLETO)

- plat = P

- mld = ML

- t = "B"

- clas = B

- p = 20

132

8

8

0.0 division_del_trabajo @ (1:PROCESO_COMPLETO)

- plat = P

- mld = ML

- t = "B"

- clas = B

- p = 20

9

9

0.0 InCurado @ (1:Curado)

- plat = SP

- mld = Cv

- t = "G"

- clas = C

- p = 10

10 10 0.0 sensor_in2 @ (1:Curado)

- orden = (SP,"G",10,C,Cv)

11

11

0.0 lavado @ (1:Alistamiento)

- plat = P

- mld = MC

- t = "C"

- clas = A

- p = 10

12

12

0.0 InCurado @ (1:Curado)

- plat = SP

- mld = Cv

- t = "G"

- clas = A

- p = 10

13 13 0.0 sensor_in2 @ (1:Curado)

- orden = (SP,"G",10,A,Cv)

14 14 1.0 sensor_out10 @ (1:Curado)

- orden = (SP,"G",10,A,Cv)

15 15 1.0 sensor_out10 @ (1:Curado)

- orden = (SP,"G",10,C,Cv)

16 16 2.0 almacen @ (1:Curado)

- orden = (SP,"G",10,C,Cv)

17 17 2.0 almacen @ (1:Curado)

- orden = (SP,"G",10,A,Cv)

18

18

50.0 pegante @ (1:Alistamiento)

- plat = P

- mld = MC

- t = "C"

- clas = A

- p = 10

19

19

50.0 lavado @ (1:Alistamiento)

- plat = P

- mld = MC

- t = "G"

- clas = A

- p = 10

20

20

100.0 lavado @ (1:Alistamiento)

- plat = P

- mld = MC

- t = "D"

- clas = C

- p = 10

21 21

150.0 lavado @ (1:Alistamiento)

- plat = P

133

- mld = ML

- t = "B"

- clas = B

- p = 20

22

22

250.0 lavado @ (1:Alistamiento)

- plat = P

- mld = ML

- t = "B"

- clas = B

- p = 20

23

23

350.0 lavado @ (1:Alistamiento)

- plat = P

- mld = MC

- t = "B"

- clas = B

- p = 20

24

24

7250.0 In_Formado @ (1:FORMADO)

- plat = P

- mld = MC

- t = "C"

- clas = A

- p = 10

25

25

7250.0 Formado_dispon @ (1:FORMADO)

- n2 = 1

- n1 = 1

- m1 = 0

- plat = P

- mld = MC

- t = "C"

- clas = A

- p = 10

- m = 0

- k = 0

26

26

7250.0 pegante @ (1:Alistamiento)

- plat = P

- mld = ML

- t = "B"

- clas = B

- p = 20

27

27

7250.0 sensor_In1 @ (1:FORMADO)

- k1 = 0

- plat = P

- mld = MC

- t = "C"

- clas = A

- p = 10

28

28

7308.0 sensor_out1 @ (1:FORMADO)

- j = 0

- plat = P

- mld = MC

- t = "C"

- clas = A

- p = 10

134

29

29

7366.0 transporte @ (1:FORMADO)

- plat = P

- mld = MC

- t = "C"

- clas = A

- p = 10

30

30

7366.0 InCurado @ (1:Curado)

- plat = P

- mld = MC

- t = "C"

- clas = A

- p = 10

31

31

7366.0 FormQ @ (1:Curado)

- orden = (P,"C",10,A,MC)

- ordenlist = []

32

32

21650.0 pegante @ (1:Alistamiento)

- plat = P

- mld = MC

- t = "D"

- clas = C

- p = 10

33

33

21650.0 In_Formado @ (1:FORMADO)

- plat = P

- mld = ML

- t = "B"

- clas = B

- p = 20

34

34

21650.0 Formado1_disp @ (1:FORMADO)

- n3 = 0

- plat = P

- mld = ML

- t = "B"

- clas = B

- p = 20

35

35

21650.0 sensor_out4 @ (1:FORMADO)

- j21 = 0

- plat = P

- mld = ML

- t = "B"

- clas = B

- p = 20

36

36

21692.0 transporte @ (1:FORMADO)

- plat = P

- mld = ML

- t = "B"

- clas = B

- p = 20

37

37

21692.0 InCurado @ (1:Curado)

- plat = P

- mld = ML

- t = "B"

- clas = B

135

- p = 20

38

38

21692.0 Sensor_In1 @ (1:Curado)

- plat = P

- mld = ML

- t = "B"

- clas = B

- p = 20

39

39

28850.0 pegante @ (1:Alistamiento)

- plat = P

- mld = ML

- t = "B"

- clas = B

- p = 20

40

40

28850.0 In_Formado @ (1:FORMADO)

- plat = P

- mld = MC

- t = "D"

- clas = C

- p = 10

41

41

28850.0 Formado2_disp @ (1:FORMADO)

- n4 = 1

- n5 = 1

- m3 = 0

- m2 = 0

- f = 0

- plat = P

- mld = MC

- t = "D"

- clas = C

- p = 10

42

42

28850.0 sensor_In1C @ (1:FORMADO)

- k21 = 0

- plat = P

- mld = MC

- t = "D"

- clas = C

- p = 10

43

43

28908.0 sensor_out4 @ (1:FORMADO)

- j21 = 1

- plat = P

- mld = MC

- t = "D"

- clas = C

- p = 10

44

44

28950.0 transporte @ (1:FORMADO)

- plat = P

- mld = MC

- t = "D"

- clas = C

- p = 10

45 45

28950.0 InCurado @ (1:Curado)

- plat = P

136

- mld = MC

- t = "D"

- clas = C

- p = 10

46

46

28950.0 FormQ @ (1:Curado)

- orden = (P,"D",10,C,MC)

- ordenlist = [(P,"C",10,A,MC)]

47

47

43250.0 pegante @ (1:Alistamiento)

- plat = P

- mld = MC

- t = "G"

- clas = A

- p = 10

48

48

43250.0 In_Formado @ (1:FORMADO)

- plat = P

- mld = ML

- t = "B"

- clas = B

- p = 20

49

49

43250.0 Formado1_disp @ (1:FORMADO)

- n3 = 0

- plat = P

- mld = ML

- t = "B"

- clas = B

- p = 20

50

50

43250.0 sensor_out4 @ (1:FORMADO)

- j21 = 2

- plat = P

- mld = ML

- t = "B"

- clas = B

- p = 20

51

51

43292.0 transporte @ (1:FORMADO)

- plat = P

- mld = ML

- t = "B"

- clas = B

- p = 20

52

52

43292.0 InCurado @ (1:Curado)

- plat = P

- mld = ML

- t = "B"

- clas = B

- p = 20

53

53

43292.0 Sensor_In1 @ (1:Curado)

- plat = P

- mld = ML

- t = "B"

- clas = B

- p = 20

54 54

50450.0 In_Formado @ (1:FORMADO)

137

- plat = P

- mld = MC

- t = "G"

- clas = A

- p = 10

55

55

50450.0 Formado_dispon @ (1:FORMADO)

- n2 = 1

- n1 = 1

- m1 = 0

- plat = P

- mld = MC

- t = "G"

- clas = A

- p = 10

- m = 0

- k = 1

56

56

50450.0 sensor_In1 @ (1:FORMADO)

- k1 = 1

- plat = P

- mld = MC

- t = "G"

- clas = A

- p = 10

57

57

50450.0 pegante @ (1:Alistamiento)

- plat = P

- mld = MC

- t = "B"

- clas = B

- p = 20

58

58

50508.0 sensor_out1 @ (1:FORMADO)

- j = 1

- plat = P

- mld = MC

- t = "G"

- clas = A

- p = 10

59

59

50566.0 transporte @ (1:FORMADO)

- plat = P

- mld = MC

- t = "G"

- clas = A

- p = 10

60

60

50566.0 InCurado @ (1:Curado)

- plat = P

- mld = MC

- t = "G"

- clas = A

- p = 10

61

61

50566.0 FormQ @ (1:Curado)

- orden = (P,"G",10,A,MC)

- ordenlist = [(P,"C",10,A,MC),(P,"D",10,C,MC)]

62 62

64850.0 In_Formado @ (1:FORMADO)

138

- plat = P

- mld = MC

- t = "B"

- clas = B

- p = 20

63

63

64850.0 Formado1_disp @ (1:FORMADO)

- n3 = 0

- plat = P

- mld = MC

- t = "B"

- clas = B

- p = 20

64

64

64850.0 sensor_out4 @ (1:FORMADO)

- j21 = 3

- plat = P

- mld = MC

- t = "B"

- clas = B

- p = 20

65

65

64892.0 transporte @ (1:FORMADO)

- plat = P

- mld = MC

- t = "B"

- clas = B

- p = 20

66

66

64892.0 InCurado @ (1:Curado)

- plat = P

- mld = MC

- t = "B"

- clas = B

- p = 20