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16
SISTEMA DE CONTROL ESTADISTICO EN LA LINEA DE ENSAMBLE DE HONDA
GERARDO GRAJALES GONZALEZ REINALDO SANTOS MARTINEZ
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMANTO DE ELECTRÓNICA Y AUTOMATICA PROGRAMA DE INGENIERIA MECATRONICA
SANTIAGO DE CALI 2006
16
SISTEMA DE CONTROL ESTADISTICO EN LA LINEA DE ENSAMBLE DE HONDA
GERARDO GRAJALES GONZALEZ REINALDO SANTOS MARTINEZ
Pasantía para optar al titulo de Ingeniero Mecatrónico
Director HÉCTOR FABIÁN ROMERO
Ingeniero Industrial Jefe de Calidad Honda - Motos
Director académico DRAGO DUSSICH
Ingeniero Mecatrónico Docente Facultad de Ingeniería Mecatrónica
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMANTO DE ELECTRÓNICA Y AUTOMATICA PROGRAMA DE INGENIERIA MECATRONICA
SANTIAGO DE CALI 2006
16
Nota de aceptación:
Aprobado por el comité de grado en
cumplimiento con los requisitos
exigidos por la Universidad
Autónoma de Occidente para optar
al titulo de ingeniero Mecatrónico.
Ing. JIMMY TOMBE Jurado
Ing. JUAN CARLOS MENA Jurado Santiago de Cali, 02 de Junio de 2006
16
A nuestras familias, amigos y compañeros que nos dieron su apoyo y nos
brindaron su compañía durante toda la trayectoria de nuestra vida
universitaria.
16
AGRADECIMIENTOS
Los autores expresan sus agradecimientos a:
Señor Cesar Rojas, Ingeniero Electrónico, Docente de la facultad de
Ingeniería Electrónica de la Universidad Autónoma de Occidente.
Señor Jimmy Tombe, Ingeniero Electrónico, Director de la facultad de
Ingeniería Mecatrónica de la Universidad Autónoma de Occidente.
Señor Drago Dussich, Ingeniero Mecatrónico, Docente de la facultad de
Ingeniería Mecatrónica de la Universidad Autónoma de Occidente.
Señor Hollman Jurado, Ingeniero Industrial, Ingeniero de soporte en Línea
de Ensamble de Motos Honda – Fanalca S.A.
Señor Héctor Fabián Romero, Ingeniero Industrial, Jefe de Calidad en Línea
de Ensamble de Motos Honda – Fanalca S.A.
Señor Jorge Lozada, Ingeniero Mecánico, Presidente Línea de ensamble
de Motos Honda – Fanalca S.A.
16
CONTENIDO
Pág.
GLOSARIO 13
RESUMEN 16
INTRODUCCIÓN 17
1. JUSTIFICACION 20
2. OBJETIVOS 23
2.1 OBJETIVO GENERAL 23
2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS 23
3. MARCO TEORICO 25
3.1 MANEJO DE NUMEROS BINARIOS 25
3.2 BASE DE DATOS 25
3.2.1 Utilidad de una base de datos 26
3.3 ARQUITECTURA DE PROGRAMACION SQL 27
3.3.1 Componentes del SQL 27
3.3.2 Comandos 27
3.3.3 Cláusulas 28
3.3.4 Operadores lógicos 29
3.3.5 Operadores de comunicación 29
3.3.6 Funciones de agregado 30
3.4 ARQUITECTURA DE COMUNICACIÓN 31
3.4.1 Modbus 31
3.4.2 Jbus 32
3.4.2.1 Bucle de corriente (no normalizado) 32
7
3.4.2.2 RS422-C (EIA) 33
3.4.2.3 RS485 (EIA o V11/CCITT) 34
3.4.3 Fieldbus 34
3.4.4 Ethernet Industrial 34
3.5 FUNCIONAMIENTO DE LOS LEDS 34
3.6 EL ALUMINIO 36
4. SELECCIÓN DE ALTERNATIAS DE SISTEMA DE CONTROL ESTADÍSTICO 38
4.1 PLANIFICACION 39
4.2 DESARROLLO CONCEPTUAL 41
4.2.1 Identificar necesidades y requerimientos del producto 42
4.2.2 Especificaciones preliminares 50
4.2.3 Generación de conceptos 59
4.2.4 Selección de conceptos 68
4.2.5 Prueba de conceptos 72
5. INGENIERIA DE DETALLE PARA SISTEMA DE CONTROL ESTADISTICO 75
5.1 DISEÑO DETALLADO Y DISEÑO A NIVEL DE SISTEMA 75
5.1.1 Estación de ingeniería 76
5.1.1.1 Ciclo de vida del software a desarrollar 78
5.1.1.2 Ciclo de vida clásico o en cascada 78
5.1.1.3 Fase de análisis 79
5.1.1.4 Interfaz grafica del software de control estadístico 100
5.1.2 Estación de producción 104
5.1.3 Instrumentación 109
5.1.3.1 Sistema de comunicación PC-Tablero estándar RS-485 109
5.1.3.2 Fase de diseño del circuito electrónico del tablero 111
6. PRESUPUESTO DETALLADO 117
6.1 CANTIDAD DE MATERIALES 117
8
6.2 COSTO DE MATERIALES 118
6.3 COSTO DE DISEÑO Y PRODUCCION 120
7. PLANOS 121
8. CONCLUSIONES 129
BIBLIOGRAFIA 131
ANEXOS 133
16
LISTA DE TABLAS
Pág.
Tabla 1. Comandos DLL 27
Tabla 2. Comandos DML 28
Tabla 3. Cláusulas 28
Tabla 4. Operadores Lógicos 29
Tabla 5. Operadores lógicos. 30
Tabla 6. Funciones de agregado. 30
Tabla 7. Planteamiento de la misión 39
Tabla 8. Planteamiento de las necesidades. 43
Tabla 9. Importancia de los planteamientos. 48
Tabla 10. Mediciones y unidades. 50
Tabla 11. Matriz 52
Tabla 12. Necesidades en competencia. 55
Tabla 13. Métricas en competencia. 56
Tabla 14. Especificaciones preliminares. 58
Tabla 15. Matriz de tamizaje. 71
Tabla 16 Especificaciones finales. 74
Tabla 17. Formato de eventos 96
Tabla 18. Datos técnicos RS-485 110
Tabla 19. Cantidad elementos para el sistema 117
Tabla 20. Costos de los materiales 119
Tabla 21. Costos de ingeniería 120
Tabla 22. Descripción de planos del proyecto 121
16
LISTA DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Fases del desarrollo conceptual 42
Figura 2. Caja negra. 60
Figura 3. Descomposición funcional. 61
Figura 4 Árbol de estación de ingeniería. 63
Figura 5. Árbol de arquitectura de comunicación. 64
Figura 6. Árbol de estación de producción. 65
Figura 7. Tabla de combinación de conceptos. 66
Figura 8. Conceptos a estudiar. 67
Figura 9. Concepto A 68
Figura 10. Concepto B 69
Figura 11. Concepto C 69
Figura 12. Concepto D 70
Figura 13. Concepto definitivo. 73
Figura 14. Modelo Del Ciclo De Vida Del Software Desarrollado 79
Figura 15. Diagrama de casos de uso. 86
Figura 16. Diagrama de casos de uso extendido. 88
Figura 17. Presentación del programa al ejecutarse 100
Figura 18. Interfaz principal, Representación de tablero electrónico. 101
Figura 19. Interfaz de datos principales. 102
Figura 20. Interfaz de los Cálculos Estadísticos. 103
Figura 21. Interfaz de los Cálculos Estadísticos. 104
Figura 22. Acrílico central 105
Figura 23. Acrílico frontal 106
11
Figura 24. Soportes. 107
Figura 25. Laminas laterales. 107
Figura 26. Vista completa del tablero. 108
Figura 27. Conexión electrónica del PIC. 114
Figura 28. Conexión electrónica de los displays. 115
Figura 29. Plano electrónico completo del tablero. 116
12
LISTA DE ANEXOS
Pág.
Anexo 1. Conversiones decimales 133
Anexo 2. Diagrama de cromaticidad 134
Anexo 3. Datasheet de los componentes electrónicos del tablero 135
Anexo 4. Diagrama de flujo del PIC 140
Anexo 5. Formato IFAC del informe 141
Anexo 6. Manual de usuario 147
Anexo 7.Manual Técnico del Tablero y de Programador del Software 160
13
GLOSARIO
BASE DE DATOS: es un programa que permite introducir y almacenar datos,
ordenarlos y manipularlos. Organizarlos de manera significativa para que se
pueda obtener información no visible como totales, tendencias o
relaciones de otro tipo. Debe permitir en principio: Introducir datos,
Almacenar datos, recuperar datos y trabajar con ellos.
BCD: BCD (el binario decimal codificado) es una forma directa asignada a
un equivalente binario.
BENCHMARKING: es la expresión usada al hecho de evaluar y/o comparar
las necesidades acerca de un producto en los productos de la
competencia, para conocer que tal satisfacen dichas necesidades.
DEMULTIPLEXOR: un demultiplexor es un circuito combinacional que recibe
información en una sola línea y la transmite a una de 2n líneas posibles de
salida.
DIODO LED: el led es un diodo que emite luz (Light emitting Diode), es un
semiconductor y que los semiconductores están hechos
fundamentalmente de silicio. Su funcionamiento se basa en corriente
eléctrica que cuando es aplicada lo hace brillar.
DISEÑO: la palabra diseño proviene del latín designar, que significa
“designa, marcar” el diseño de ingeniería se puede definir como “El
14
proceso de aplicar diversas técnicas y los principios científicos con el
objeto de definir un dispositivo, un proceso o un sistema con suficiente
detalle para permitir su realización”.
MULTIPLEXAR: multiplexar es transmitir datos de una de n fuentes a la salida
del circuito combinacional. El demultiplexor desempeña la función
contraria.
PCW: el compilador de C que se va a utilizar es el PCW de la casa CCS Inc,
(refiriéndose a microcontroladores). A su vez, el compilador se integrara en
un entorno de desarrollo integrado (IDE) que va a permitir desarrollar todas
y cada una de las fases que se compone un proyecto, desde la edición
hasta la compilación pasando por la depuración de errores.
PROTEUS: es un software que permite la simulación interactiva de circuitos
mixtos electrónicos, modelos de microprocesadores y una combinación
basadas en el diseño.
SOLID EDGE: sistema de diseño asistido por ordenador (CAD) para el
modelado de conjuntos y piezas mecánicos y la producción de dibujos.
Desarrollado con la tecnología STREAM.
UML: el Lenguaje Unificado de Modelado (UML) es, tal como su nombre lo
indica, un lenguaje de modelado y no un método o un proceso. El UML
está compuesto por una notación muy específica y por las reglas
semánticas relacionadas para la construcción de sistemas de software. El
UML en sí mismo no prescribe ni aconseja cómo usar esta notación en el
15
proceso de desarrollo o como parte de una metodología de diseño
orientada a objetos.
VISUAL BASIC: la palabra "Visual" hace referencia al método que se utiliza
para crear la interfaz gráfica de usuario (GUI), La palabra "Basic" hace
referencia al lenguaje BASIC (Beginners All-Purpose Symbolic Instruction
Code). Visual Basic ha evolucionado a partir del lenguaje BASIC original y
ahora contiene centenares de instrucciones, funciones y palabras clave,
muchas de las cuales están directamente relacionadas con la interfaz
gráfica de Windows.
16
RESUMEN
Actualmente en la línea de ensamble de motos Honda de Fanalca se
están llevando unos registros en formatos de papel donde se encuentra la
información de lo que sucede cada día como lo es la cantidad de motos
ensambladas de cada modelo, los fallos que tuvieron algunas de ellas, el
tiempo de ensamble, y por supuesto la revisión técnica en la cual se indica
los desperfectos de algunas de ellas. Este proceso luego es pasado a unos
registros para llevar una estadística de las motos ensambladas por día, mes
y año para saber si se están cumpliendo con las metas de la empresa, es
muy difícil saber si la meta propuesta en el día será cumplida ya que no se
tiene ningún indicador que sea visible en cualquier instante del día. Por
otra parte el traspaso de la información del papeleo que se lleva en planta
a los computadores donde se llevan los registros quita tiempo y se demora
para saber si las metas de ensamble del día se están cumpliendo.
En este trabajo se presenta el diseño de un sistema de control estadístico
para la línea de ensamble de motos, usando la metodología del desarrollo
concurrente y estructurado. En este se establecen las fases de planeación,
diseño, selección y desarrollo, las cuales permitieron obtener un sistema
completo que satisficiera las necesidades del cliente y los requerimientos
del proceso.
17
INTRODUCCIÓN
En 1982 FANALCA S.A. obtuvo la licencia del Gobierno Colombiano para
ensamblar las motocicletas Honda en el país. Actualmente, FANALCA S.A.
ensambla, distribuye y comercializa motocicletas Honda importadas en
material CKD y CBU, provenientes de Honda Japón, Brasil e India
principalmente. HONDA MOTOR CO, ofrece apoyo tecnológico en el
proceso de ensamble y comercialización. Las ventas se realizan a través de
36 distribuidores autorizados, con 100 salas de ventas, localizadas en mas
de 60 ciudades de Colombia; tienen como Misión: conocer y superar las
expectativas de sus clientes y mercados estratégicos estableciendo
relaciones de largo plazo, proporcionando productos y servicios de alta
calidad, producidos, ensamblados, comercializados y financiados por
Fanalca S.A. a través de la ampliación y consolidación de los diferentes
canales de distribución, cumpliendo los convenios establecidos con Honda
Motor Co., generando la rentabilidad esperada por los accionistas,
minimizando el riesgo, permitiendo el desarrollo y permanencia en el
mercado, mediante la aplicación del Sistema de Gestión de Calidad en
todos sus procesos, en un ambiente de armonía y desarrollo del Factor
Humano, en concordancia con la protección del medio ambiente.
A parte de esto en FANALCA S.A. se encuentran diversos procesos y
servicios muy útiles a nivel de autopartes del sector industrial del país, como
por ejemplo son los encargados de la elaboración de toda la carrocería
de los vehículos de basura de EMSIRVA, entre otras actividades.
Igualmente ha recibido varios reconocimientos, como la distinción que le
18
otorgo General Motors como el mejor proveedor del año 2003 y como el
mejor proveedor del grupo metálico.
Desde su misma fundación hace 40 años, la empresa ha sido reconocida a
escala nacional y latinoamericana como una de las firmas líderes del
sector metalúrgico.
La empresa es beneficiaria de las certificaciones ISO 9002, QS 9000 que
respaldan la calidad de sus productos.
Este reconocimiento ya había sido otorgado a la empresa en dos
oportunidades por la General Motors.
En este caso, se ha centrado el interés en el proceso de ensamble de
motos ya que en la actualidad la empresa cuenta con sistemas algo
desactualizados para efectuar dicha labor.
De esta manera la elaboración de todo este sistema para permitir un
control mas preciso es el objetivo propuesto como ingenieros, ya que se
cuenta con los conocimientos básicos para tal fin, en conjunto con
FANALCA que esta dispuesta con el apoyo logístico y económico que se
pueda necesitar.
En el presente documento se especifican todos los puntos necesarios para
tal fin, elaborando de una manera muy precisa cada uno de los pasos
necesarios para la elaboración de un proyecto de ingeniería llevando una
metodología de diseño concurrente y apoyándola con una serie de
conocimientos que igualmente brinda la Ingeniería Mecatrónica.
19
Los capítulos que mostrados en este trabajo son ocho, clasificados en
orden de tal manera que al final del informe cualquier productor pudiese
realizar el diseño del sistema sin ningún inconveniente.
En el capitulo uno se tiene la justificación del proyecto e igualmente los
capítulos dos y tres describen los objetivos y el marco teórico
respectivamente.
En los capítulos cuatro y cinco se elabora la metodología concurrente de
diseño para generar soluciones al problema basadas en las necesidades
del cliente y por consiguiente seleccionar el mejor concepto que de
solución al problema. Del capitulo cinco se resalta toda la información
técnica necesaria para la construcción y/o producción del concepto
seleccionado.
Se muestra un séptimo capitulo donde se describe el presupuesto y la
cantidad de materiales necesarios para la construcción del sistema.
Finalmente se encuentran los anexos necesarios que complementan toda
la información correspondiente a los temas tratados en el informe y que
pueden servir de soporte a futuras mejoras que se le deseen realizar al
proyecto.
Según el titulo y el objetivo inicial de la pasantia implicaba que se iba a
realizar la implementación. Esta implementación no se realizo porque la
empresa se enfoco a un proyecto el cual demandaba de su completa
atención además de ser algo indispensable, lo que implico retardos en las
etapas propias de licitación para permitir el cumplimiento de lo propuesto
inicialmente.
20
1. JUSTIFICACION
Los beneficios que se persiguen con la implementación del sistema
planteado es básicamente mejorar el rendimiento en la planta de
ensamble, sabiendo con precisión cuantas motos se llevan armadas en
cualquier instante de tiempo para detectar problemas y corregirlos a
tiempo, por otra parte se busca eliminar el papeleo llevado según el
conteo de las motos, el software que se implementaría se basaría en los
sensores puestos en la línea de ensamble para ir llevando la cuenta diaria y
mensual de la producción, además de ir pasando información al tablero
que seria el medio visual con el cual se mostraría cuantas motos se llevaría
asta ese momento.
En este momento no se cuenta con un indicador con estas características
por lo tanto si la producción no marcha de manera correcta los ingenieros
no se dan cuenta y muchas veces la producción se atrasa y por lo tanto la
empresa comienza a perder por eso uno de los principales objetivos que
persigue la empresa es la de reducir costos por no corregir a tiempo que la
línea de ensamble funcione adecuadamente.
Otro objetivo percibido por el grupo de diseño es el de motivar aun mas la
dinámica de los operarios de ensamble ya que teniendo un indicador
visual con la siguiente información: las unidades terminadas, motos
ensambladas por día, motos programadas por día, diferencia por día de
las motos ensambladas, motos programadas por mes, diferencia por mes
21
de las motos, total motos ensambladas hasta ese momento, fecha y hora
actual del sistema permitiendo que el operario se de cuenta de que
deberá apurar un poco mas el ritmo o su ritmo de trabajo es el adecuado,
por supuesto cuantas motos es capaz de ensamblar los operarios por día
no será objeto de estudio del grupo ya que la empresa sabrá cual es el
limite que se podrá alcanzar para la producción según sus ingenieros
industriales.
Este planteamiento da una idea general de lo que desean los ingenieros
encargados de la producción diaria, tomando y organizando estas
necesidades para que sea coherente con el trabajo que se desea realizar,
se debe tomar un método apropiado para lograr hacer un software de
calidad que no solo alcance las expectativas generadas sino también que
las supere, el ingeniero mecatrónico debe lograr integrar en perfecta
armonía el funcionamiento en generar del sistema desarrollado.
Según lo planteado anteriormente un sistema basado totalmente en el
software proporciona una gran información de manera rápida y de fácil
obtención, un sistema computarizado además dará unas ventajas que no
serian posibles de manera manual, como lo es datos instantáneos del de la
producción con información exacta de las motos ensambladas según su
clasificación. El software contendrá datos necesarios para los ingenieros,
como lo pueden ser datos estadísticos de la producción mensual.
Actualmente los indicadores visuales tipo tablero de leds ni siquiera son
considerados en la industria ya que solo son usados para anuncios
comerciales o marcadores deportivos, los ingenieros de la línea de
ensamble Honda se dieron cuenta que mantenerse al tanto de la
22
producción en cualquier instante se tornaba un poco difícil y que tener
que ir a buscar reportes de los operarios requería tiempo, por ello pensaron
que de alguna forma era mejor ver como iba la producción de motos
desde cualquier parte de la planta de ensamble y desde sus propias
oficinas de trabajo ubicadas en segundos pisos sin necesidad de estar a
toda hora en la línea de producción, la propuesta presentada por los
proponentes del proyecto ante la inquietud fue la de colocar un tablero
de leds al final de la línea de ensamble de un tamaño suficiente para ser
visto desde cualquier parte de la planta con la información necesaria para
los ingenieros como para darse cuenta si la producción va bien o es
necesario tomar correctivos inmediatamente para no verse atrasados en
su producción, además se ha propuesto acompañar el tablero con un
software que lleve los registros completos de lo que sucede todo los días en
planta como lo es por supuesto el conteo de las motos diariamente,
ofrecerá además una interacción entre el ingeniero de planta y el tablero
para desplegar información que es de interés para los operarios e
ingenieros como lo pueden ser la motos que se tendrán que ensamblar ese
día.
23
2. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GENERAL
Elaborar un sistema completo para llevar a cabo el control estadístico en la
línea de ensamble de motos honda, este sistema estará constituido de una
interfaz hacia toda la planta y de un software desde el cual se
establecerán los parámetros de producción y a su vez permitirá el acceso
a registros de días pasados por medio de una base de datos.
2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
Elaborar un software que lleve los datos estadísticos de forma
automática basándose en la información de los sensores en la línea
de ensamble.
Elaborar un manual de usuario y uno de programador para el
software de base de datos.
Desarrollar un tablero electrónico tipo public para la visualización de
datos desde cualquier parte de la línea de ensamble.
Proporcionar al Ingeniero en jefe de la planta mediante un
computador la interacción con el tablero en cualquier instante.
24
Elaborar un manual de usuario y uno técnico del tablero para su
correcto funcionamiento y mantenimiento o reparación si son
requeridos.
Realizar estudio de justificación de la elaboración del tablero en
cuánto al mejoramiento y/o desmejoramiento del proceso.
Aplicar a todo el proceso de diseño una metodología concurrente la
cual conlleva a la generación selección y prueba de conceptos que
dan solución al problema.
Elaborar un informe detallado de todo el proceso realizado por parte
de los estudiantes para cumplir con el objetivo principal en la
empresa.
Elaborar planos de todo el proyecto.
Realizar formato IFAC con un lo mas relevante de toda la
documentación del proyecto.
25
3. MARCO TEORICO
3.1 MANEJO NÚMEROS BINARIOS
Los números se representan en computadores digitales en binario o
decimal a través de un código binario. Cuando se estén especificando los
datos, el usuario gusta dar los datos en forma decimal. Las maneras
decimales recibidas se almacenan internamente en el computador y los
microcontroladores por medio del código decimal. Cada digito decimal
requiere por lo menos cuatro elementos de almacenamiento binario. Los
números decimales se convierten a binarios cuando las operaciones
aritméticas se hacen internamente con números representados en binario.
Es posible también realizar operaciones aritméticas directamente en
decimal con todos los números ya dejados en forma codificada. El manejo
correcto de los datos recibidos en el PIC será fundamental para mostrar
valores correctos en el tablero.
3.2 BASE DE DATOS
Una biblioteca ha de mantener listas de los libros que posee, de los usuarios
que tiene, una clínica, de sus pacientes y médicos, una empresa, de sus
productos, ventas y empleados. A este tipo de información se le llama
datos.
26
Un gestor de base de datos es un programa que permite introducir y
almacenar datos, ordenarlos y manipularlos. Organizarlos de manera
significativa para que se pueda obtener información no visible como
totales, tendencias o relaciones de otro tipo. Debe permitir en principio:
-Introducir datos
-Almacenar datos
-Recuperar datos y trabajar con ellos.
Todo esto se puede hacer con una caja de zapatos, lápiz y papel; pero a
medida que la cantidad de datos aumenta, han de cambiar las
herramientas. Se pueden usar carpetas, archivadores…, pero en un
momento dado es conveniente acudir a los ordenadores, aunque las
operaciones siguen siendo las mismas.
3.2.1 Utilidad De Una Base De Datos. Las tres cosas básicas que debe
permitir un gestor de base de datos son: introducir datos, almacenarlos y
recuperarlos.
Al mismo tiempo permiten otra serie de funciones que hacen de ellos
herramientas incomparablemente superiores a los métodos tradicionales
de almacenamiento de datos: archivadores, carpetas, etc.
Cualquier gestor debe permitir: ordenar los datos, realizar búsquedas,
mostrar distintas vistas de los datos, realizar cálculos sobre ellos, resumirlos,
generar informes a partir de ellos, importarlos y exportarlos.
27
3.3 ARQUITECTURA DE PROGRAMACION SQL
El lenguaje de consulta estructurado (SQL) es un lenguaje de base de
datos normalizado, utilizado por el motor de base de datos de Microsoft
Jet. SQL se utiliza para crear objetos QueryDef, como el argumento de
origen del método OpenRecordSet y como la propiedad RecordSource
del control de datos. También se puede utilizar con el método Execute
para crear y manipular directamente las bases de datos Jet y crear
consultas SQL de paso a través para manipular bases de datos remotas
cliente - servidor.
3.3.1 Componentes del SQL. El lenguaje SQL está compuesto por
comandos, cláusulas, operadores y funciones de agregado. Estos
elementos se combinan en las instrucciones para crear, actualizar y
manipular las bases de datos.
3.3.2 Comandos. Existen dos tipos de comandos SQL:
Los DLL que permiten crear y definir nuevas bases de datos, campos e
índices.
Los DML que permiten generar consultas para ordenar, filtrar y extraer
datos de la base de datos.
Las tablas 1 y 2 muestran los comandos básicos DLL y MLL.
Tabla 1. Comandos DLL
ComandoDescripción
CREATE Utilizado para crear nuevas tablas, campos e índices
DROP Empleado para eliminar tablas e índices
28
ALTER Utilizado para modificar las tablas agregando campos o
cambiando la definición de los campos.
Fuente: SQL [en línea]: sentencias SQL en visual basic. Buenos Aires: Ing. Antonini Sergio, 1997. [consultado el 22 de Noviembre, 2005]. Disponible por Internet: www.monografias.com/trabajos7/sql/sql.sthml#que.
Tabla 2. Comandos DML
Comando Descripción
SELECT Utilizado para consultar registros de la base de datos que
satisfagan un criterio determinado
INSERT Utilizado para cargar lotes de datos en la base de datos en
una única operación.
UPDATE Utilizado para modificar los valores de los campos y registros
especificados
DELETE Utilizado para eliminar registros de una tabla de una base de
datos
Fuente: SQL [en línea]: sentencias SQL en visual basic. Buenos Aires: Ing. Antonini Sergio, 1997. [consultado el 22 de Noviembre, 2005]. Disponible por Internet: www.monografias.com/trabajos7/sql/sql.sthml#que.
3.3.3 Cláusulas. Las cláusulas son condiciones de modificación utilizadas
para definir los datos que desea seleccionar o manipular, la tabla 3
Presenta esas sentencias.
Tabla 3. Cláusulas
Cláusula Descripción
FROM Utilizada para especificar la tabla de la cual se van a
seleccionar los registros
29
WHERE Utilizada para especificar las condiciones que deben reunir
los registros que se van a seleccionar
GROUP BY Utilizada para separar los registros seleccionados en grupos
específicos
HAVING Utilizada para expresar la condición que debe satisfacer
cada grupo
ORDER BY Utilizada para ordenar los registros seleccionados de acuerdo
con un orden específico
Fuente: SQL [en línea]: sentencias SQL en visual basic. Buenos Aires: Ing. Antonini Sergio, 1997. [consultado el 22 de Noviembre, 2005]. Disponible por Internet: www.monografias.com/trabajos7/sql/sql.sthml#que.
3.3.4 Operadores Lógicos. La tabla 4 describe los operadores lógicos que
utiliza el SQL.
Tabla 4. Operadores Lógicos
Operador Uso
AND Es el "y" lógico. Evalúa dos condiciones y devuelve un valor
de verdad sólo si ambas son ciertas.
OR Es el "o" lógico. Evalúa dos condiciones y devuelve un valor
de verdad si alguna de las dos es cierta.
NOT Negación lógica. Devuelve el valor contrario de la expresión.
Fuente: SQL [en línea]: sentencias SQL en visual basic. Buenos Aires: Ing. Antonini Sergio, 1997. [consultado el 22 de Noviembre, 2005]. Disponible por Internet: www.monografias.com/trabajos7/sql/sql.sthml#que.
3.3.5 Operadores de Comparación. La tabla 5 ilustra los símbolos utilizados
en los operadores de comparación SQL.
30
Tabla 5. Operadores lógicos.
Operado
r Uso
< Menor que
> Mayor que
<> Distinto de
<= Menor ó Igual que
>= Mayor ó Igual que
= Igual que
BETWEEN Utilizado para especificar un intervalo de valores.
LIKE Utilizado en la comparación de un modelo
In Utilizado para especificar registros de una base de datos
Fuente: SQL [en línea]: sentencias SQL en visual basic. Buenos Aires: Ing. Antonini Sergio, 1997. [consultado el 22 de Noviembre, 2005]. Disponible por Internet: www.monografias.com/trabajos7/sql/sql.sthml#que.
3.3.6 Funciones de Agregado. La tabla 6 muestra las funciones de
agregado se usan dentro de una cláusula SELECT en grupos de registros
para devolver un único valor que se aplica a un grupo de registros.
Tabla 6. Funciones de agregado.
Funció
n Descripción
AVG Utilizada para calcular el promedio de los valores de un campo
determinado
COUN Utilizada para devolver el número de registros de la selección
31
T
SUM Utilizada para devolver la suma de todos los valores de un campo
determinado
MAX Utilizada para devolver el valor más alto de un campo
especificado
MIN Utilizada para devolver el valor más bajo de un campo
especificado
Fuente: SQL [en línea]: sentencias SQL en visual basic. Buenos Aires: Ing. Antonini Sergio, 1997. [consultado el 22 de Noviembre, 2005]. Disponible por Internet: www.monografias.com/trabajos7/sql/sql.sthml#que.
3.4 ARQUITECTURA DE COMUNICACION
3.4.1 Modbus. Los puertos standard Modbus en controladores Modicon
utilizan un interfaz serie compatible RS-232C. La norma EIA RS-232C define
patillas del conector, cableado, niveles de señal, velocidades de
transmisión y control de paridad. Los controladores pueden ser conectados
en red directamente o vía módems.
Los controladores comunican usando una técnica maestro – esclavo, en la
cual sólo un dispositivo (el maestro) puede iniciar transacciones (llamadas
‘peticiones’ – ‘queries’). Los otros dispositivos (los esclavos) responden
suministrando al maestro el dato solicitado, o realizando la acción
solicitada en la petición. Entre los dispositivos maestros típicos se incluyen
los procesadores centrales y los paneles de programación. Esclavos típicos
son los PLC’s (controladores programables).
32
El maestro puede direccionar esclavos individualmente o puede generar
un mensaje en modo difusión a todos los esclavos. Los esclavos devuelven
un mensaje (llamado ‘respuesta’) a las peticiones que les son
direccionadas individualmente. No se devuelven respuestas a peticiones
en modo difusión enviadas desde el maestro.
El protocolo Modbus establece el formato para la petición del maestro,
colocando en ella la dirección del dispositivo esclavo (0 en caso de
‘difusión’), un código de función que define la acción solicitada, cualquier
dato que haya de enviarse y un campo de comprobación de error. El
mensaje de respuesta del esclavo está también definido por el protocolo
Modbus. Contiene campos confirmando la acción tomada, cualquier dato
que haya de devolverse y un campo de comprobación de error. Si el
mensaje recibido por el esclavo es defectuoso o el esclavo es incapaz de
realizar la acción solicitada, construirá un mensaje de error y lo enviará
como respuesta.
3.4.2 Jbus. JBUS puede utilizar cuatro modos de emisión, a saber:
• Bucle de corriente
• RS232-C
• RS422-A
• RS485.
3.4.2.1 Bucle de corriente (no normalizado)
Este modo de transmisión emplea dos bucles, uno para la emisión y otro
para la recepción:
33
• La corriente atraviesa todos los receptores (en serie).
• Niveles de corriente (emisión): nivel «0»: 0 mA ó 4 mA (según las
variantes). nivel «1»: 20 mA;
• Nivel de recepción: estado abierto (nivel «0»): 5 mA, estado cerrado
(nivel «1»): 10 mA;
• Velocidad máxima: 9,6 Kbits/s;
• Enlace punto a punto o multipunto, según la red;
• Longitud máxima: 3 000 m; RS232-C (EIA)
Tensión de emisión: nivel «0»: +5 a +15 V (generalmente +12 V); nivel «1»: -5
a -15 V (generalmente -12 V).
• Impedancia de recepción: de 3 a 7 k.ohmios;
• Niveles de recepción: nivel «0»: > +3 V, nivel «1»: < -3 V;
• Velocidad máxima: 19,2 Kbits/s;
• Enlace punto a punto (un emisor por cada receptor);
• Longitud máxima: 15 m;
3.4.2.2 RS422-C (EIA)
• Tensión de emisión: nivel «0»: +2 a +6 V (generalmente +5 V); nivel «1»:
-2 a -6 V (generalmente -5 V);
• Impedancia de recepción: > 4 K.ohmios (no especificada);
• Niveles de recepción: nivel «0»: > +0,2 V, nivel «1»: < -0,2 V;
• Velocidad máxima: 10 Mbits/s;
• Enlace multipunto (un emisor por cada 10 receptores, como
máximo);
• Longitud máxima: 1 200 m.
34
3.4.2.3 RS485 (EIA o V11/CCITT)
• Tensión de emisión: nivel «0»: +1,5 V a +5 V, nivel «1»: -1,5 V a -5 V;
• Nivel de recepción: nivel «0»: > +0,2 V, nivel «1»: < -0,2 V;
• Velocidad máxima: 10 Mbits/s;
• Enlace multipunto, en la práctica: 28 emisores/receptores como
máximo;
• Longitud máxima: 1200 m.
3.4.3 Fieldbus. Es un sistema de comunicación serie, plenamente digital y
de dos direcciones funcionando a 31.25 Kbps que interconecta el
equipamiento de campo tal como sensores, actuadores y controladores.
Es una red de área local para instrumentos que permite realizar un control
distribuido a través de toda la red.
3.4.4 Ethernet Industrial. La aceptación mundial de Ethernet en los entornos
industriales y de oficina ha generado el deseo de expandir su aplicación a
la planta. Es posible que con los avances de Ethenet y la emergente
tecnología Fast Ethenet se pueda aplicar también al manejo de
aplicaciones críticas de control, actualmente implementadas con otras
redes específicamente industriales existentes.
3.5 FUNCIONAMIENTO DE LOS LEDS
Para responder esta respuesta correctamente tendremos que empezar
diciendo que el led es un diodo que emite luz (Light emitting Diode) y que
35
un diodo es un semiconductor y que los semiconductores están hechos
fundamentalmente de silicio. Como se verá más adelante los led están
hechos de una gran gama de elementos de la tabla periódica, pero nos
ocuparemos ahora de explicar el funcionamiento del diodo a través del
comportamiento del Silicio, ya que este es el material fundamental y mas
popular de la electrónica moderna.
El silicio es un elemento muy común en la naturaleza, tal es así que se
encuentra en la arena de las playas y en los cristales de cuarzo. Si miramos
donde se encuentra el Silicio (SI) en la tabla periódica de los elementos lo
encontraremos con el numero atómico 14 y sus vecinos inmediatos son el
Galio (Ga), Aluminio (Al), Boro (B), Carbono (C), Nitrógeno (N), Fósforo (P),
Arsénico (As) y Germanio (Ge). Recuerden estos elementos porque forman
parte de los distintos tipos de tecnologías de leds y son los que
determinaran el color de emisión.
En los 90 se apareció en el mercado tal vez el más éxitoso material para
producir leds hasta la fecha el AlInGaP Aluminio, Indio, Galio y Fósforo. Las
principales virtudes de este tetar compuesto son que se puede conseguir
una gama de colores desde el rojo al amarillo cambiando la proporción
de los materiales que lo componen y segundo, su vida útil es sensiblemente
mayor, a la de sus predecesores, mientras que los primeros leds tenia una
vida promedio efectiva de 40.000 horas los leds de AlInGaP podían mas de
100.000 horas aun en ambientes de elevada temperatura y humedad.
Es de notar que muy difícilmente un led se queme, si puede ocurrir que se
ponga en cortocircuito o que se abra como un fusible e incluso que
explote si se le hace circular una elevada corriente, pero en condiciones
36
normales de uso un led se degrada o sea que pierde luminosidad a una
taza del 5 % anual. Cuando el led ha perdido el 50% de su brillo inicial, se
dice que ha llegado al fin de su vida útil y eso es lo que queremos decir
cuando hablamos de vida de un led. Un rápido cálculo nos da que en un
año hay 8760 horas por lo que podemos considerar que un LED de AlInGaP
tiene una vida útil de más de 10 años.
Como dijimos uno de factores fundamentales que atentan contra este
número es la temperatura, tanto la temperatura ambiente como la interna
generada en el chip, por lo tanto luego nos referiremos a técnicas de
diseño de circuito impreso para bajar la temperatura.
3.6 EL ALUMINIO
Su aplicación en la construcción representa el mercado más grande de la
industria del aluminio. Millares de casas emplean el aluminio en puertas,
cerraduras, ventanas, pantallas, boquillas y canales de desagüe. El
aluminio es también uno de los productos más importantes en la
construcción industrial. El transporte constituye el segundo gran mercado.
Muchos aviones comerciales y militares están hechos casi en su totalidad
de aluminio. En los automóviles, el aluminio aparece en interiores y
exteriores como molduras, parrillas, llantas (rines), acondicionadores de
aire, transmisiones automáticas y algunos radiadores, bloques de motor y
paneles de carrocería. Se encuentra también en carrocerías, transporte
rápido sobre rieles, ruedas formadas para camiones, vagones,
contenedores de carga y señales de carretera, división de carriles y
alumbrado. En la industria aeroespacial, el aluminio también se encuentra
37
en motores de aeroplanos, estructuras, cubiertas y trenes de aterrizaje e
interiores; a menudo cerca de 80% del peso del avión es de aluminio.
38
4. SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS DE SISTEMA DE CONTROL ESTADÍSTICO.
Con el fin de satisfacer las necesidades y requerimientos que el proceso de
ensamble de motos exige, se desea buscar la alternativa que mejor se
ajuste para llevar un control estadístico preciso y eficiente que describa el
proceso en su totalidad.
Para llevar a cabo el proceso de selección de la alternativa mas
adecuada, se procederá a aplicar una metodología de diseño y desarrollo
concurrente ya que mediante esta metodología se obtendrá las siguientes
ventajas:
• Aseguramiento de la calidad: Al establecer adecuadamente etapas
y puntos de chequeo se puede asegurar la calidad final del
producto o proceso.
• Coordinación: El proceso diseñado actúa como plan maestro que
define las funciones de cada miembro del equipo de trabajo.
• Planificación: los puntos de verificación guían el proceso
anclándolos en determinados momentos claves.
• Dirección: Comparando los avances con lo planificado se pueden
identificar áreas especificas.
39
• Mejoras: la documentación y organización contribuyen a encontrar
oportunidades de mejoras.
El proceso de desarrollo se llevara a cabo mediante la realización de las
siguientes fases:
Planificación.
Desarrollo conceptual.
Diseño a nivel de sistema.
Diseño detallado.
Prueba y refinamiento.
4.1 PLANIFICACIÓN
La actividad de planeación es generalmente referida como la etapa cero
del proceso de desarrollo. Esta fase inicia con una estrategia corporativa
para establecer lo que se pretende con el desarrollo de este proyecto.
Como el proyecto que se realizará es diseñar un sistema de control
estadístico para el proceso de ensamble, en la fase de planeación se
establecerá los alcances del proyecto dentro de los objetivos corporativos
de la empresa. Como resultado de esta etapa se establecerá el
planteamiento de la misión del proyecto.
Tabla 7. Planteamiento de la misión
PLANTEAMIENTO DE LA MISIÓN
Descripción del producto.
40
• Sistema de control estadístico para planta ensambladora de motos.
Principales objetivos de marketing.
• Colaborar en la mejora del proceso de ensamble.
• Generar en planta un comportamiento un poco mas controlado y
eficiente entre los operarios.
• Servir de base para futuras generaciones en la elaboración de
dichos productos.
• Aplicar de una manera más cuantificable el método de diseño a un
sistema que requiere diversas disciplinas.
• Introducir al mercado un producto de manufactura que supere la
demanda de un producto de iguales características.
• Amigable con el medio ambiente.
Mercado primario.
• Fabrica nacional de autopartes (FANALCA S.A.), departamento de
ensamble de motos.
Mercado secundario.
• Empresas en general donde se requiera llevar un control mas preciso
del proceso que se esta realizando.
• Empresas dedicadas al proceso de ensamble de cualquier
producto.
• Instituciones educativas para fines didácticos.
• Consumidores casuales.
Premisas y restricciones.
• Utilización de dispositivos y materiales de alta calidad.
41
• Desarrollar un concepto que ayude con los intereses corporativos de
la empresa.
• Tiempo de respuesta del sensor en la línea de ensamble.
• El espacio en planta.
• Transmisión de datos.
• Software de fácil manejo.
• Visibilidad del display en la mayor parte de la planta.
• Costos competitivos.
• Obtención de partes en el mercado regional.
• El tamaño y peso del dispositivo debe ser adecuado.
• Debe ser de fácil mantenimiento y reparación.
Partes implicadas.
• Ingenieros de planta de ensamble de motos.
• Operarios de planta.
• Personal de supervisión y calidad.
• Personal de servicio y mantenimiento.
• Personal de producción.
4.2 DESARROLLO CONCEPTUAL
En la fase del desarrollo conceptual los requerimientos y necesidades del
producto son identificadas, conceptos que dan solución al problema son
generados y evaluados y uno o mas conceptos son seleccionados para ser
desarrollados y probados en etapas finales.
42
El proceso que se llevara a cabo par desarrollar esta fase se ilustra en la
figura 1.
Figura 1. Fases del desarrollo conceptual
Como se puede observar el proceso que se llevará a cabo será el de
identificar las necesidades del cliente. Posteriormente, se procederá a
establecer las especificaciones preliminares que sentarán las bases para la
generación de los conceptos. Una vez se hayan generado algunos
conceptos, éstos pasarán a una etapa en la cual se seleccionarán uno o
más conceptos, los cuales serán puestos a prueba. Una vez probados se
volverá a revisar los conceptos seleccionados y se darán las
especificaciones finales que el producto tendrá. Cabe notar que la
metodología de desarrollo estructurado y concurrente que se está
implementando permite hacer una realimentación en cualquier etapa del
proceso. De esta manera se pueden corregir errores e incorporar nuevas
ideas para un mejoramiento continuo del proceso a fin de llegar a la mejor
alternativa.
4.2.1 Identificar necesidades y requerimientos del producto. Para
identificar las necesidades y requerimientos que se deben satisfacer con el
concepto seleccionado se debe investigar y conocer el proceso que se
esta llevando a cabo en la planta de ensamble para tener los registros
necesarios en cuanto al proceso. Para ello se visitó las instalaciones de la
planta y se entrevistó a los operarios, ingenieros y personal de
43
mantenimiento, a fin de obtener la información necesaria sobre el dicho
proceso.
El proceso de identificar las necesidades del cliente se desarrollará
mediante un método estructurado el cual permitirá concentrarse en los
aspectos más relevantes, proporcionará una vía para la toma de
decisiones y desarrollar consenso durante el proyecto, además de que se
generará la documentación del proceso de desarrollo y sus decisiones
fundamentales.
El proceso que se desarrollará consta de las siguientes etapas: obtención
de datos primarios, interpretación de los datos primarios, organizar las
necesidades (jerarquizar), establecer la importancia relativa de las
necesidades y reflejar los resultados en el proceso.
• Obtención de datos primarios. Con el fin de obtener una
información de alta calidad y confiabilidad, la recolección de los datos se
realizó mediante entrevistas a los operarios de la sección de ensamble, al
personal de mantenimiento y a los ingenieros a cargo del control del
proceso en la planta.
• Interpretación de los datos primarios. A continuación en la tabla 8 se
muestra un listado de las necesidades que se obtuvieron de la etapa
anterior y la interpretación de las mismas.
Tabla 8. Planteamiento de las necesidades.
PLANTEAMIENTO DEL CLIENTE PLANTEAMIENTO DE LA NECESIDAD Deseo conocer el proceso de
ensamble en cualquier instante sin
El sistema guardara en base de
datos el proceso de ensamble y
44
necesidad de convocar reunión. automáticamente genera reporte
del momento que se desee
conocer.
Necesito que todo el personal en
planta se entere de cómo va el
proceso.
El sistema contara con visualización
del proceso en tablero de displays.
Quiero que se lleve el registro de
motos ensambladas.
Se tendrá un sensor informando de
cada moto terminada.
Los operarios deben conocer la
meta del día.
El tablero mostrara a la planta la
cifra correspondiente a la meta del
día.
Los operarios deben conocer la
meta del mes.
El tablero mostrara a la planta la
cifra correspondiente a la meta del
mes.
El personal debe conocer la
diferencia entre la cantidad de
motos programadas y las hechas
El sistema muestra la diferencia de
motos programadas y hechas en el
día y en el mes.
Los operarios deben tener presente
la hora de inicio de la jornada.
El tablero mostrara la hora de
inicio.
Los operarios deben tener presente
la hora final de la jornada.
El tablero mostrara la hora final.
Deseo que se muestre la fecha en
el tablero.
El tablero mostrara la fecha.
Como obtengo datos de
eficiencia.
El sistema brinda información de
eficiencia diaria.
Yo no quiero tener una cantidad
infinita de tablas.
El sistema permite modificar los
datos almacenados.
45
No quiero ingresar datos en el
computador y el tablero por
aparte.
El sistema tiene comunicación
entre el computador y el tablero
electrónico.
Como conozco todos los datos
anteriores.
El sistema permite realizar consultas
por diversos conceptos.
Todos los datos los necesito en el
sistema.
El sistema permite ingresar datos
del proceso.
Deseamos mejorar la apariencia
física de la planta.
El dispositivo cuenta con una
apariencia agradable.
No contamos con un presupuesto
muy elevado.
El costo del sistema será el menor
posible.
Queremos que el mantenimiento y
las posibles reparaciones puedan
ser realizados por nuestro personal.
El dispositivo es de fácil
mantenimiento y reparación.
No quiero que el sistema tenga
problemas en un futuro debido al
ambiente.
El sistema esta adecuado para
soportar ambientes industriales.
Quiero cuidarme en el gasto de
energía.
El sistema es de bajo consumo.
La tabla anterior, es el resultado de entrevistar a los usuarios del sistema a
construir. La mayor parte de las necesidades del cliente se acomodan a
resolver problemas del sistema. En la segunda columna de la tabla, se
traducen estas necesidades planteadas por el cliente en necesidades de
lo "Que" debe contener el dispositivo.
46
• Organización y jerarquización de necesidades. El objetivo es organizar
la lista de necesidades en grupos de manera que se agrupen las que
tengan similitud.
Interfaz de operarios
o El sistema contara con visualización del proceso en tablero de
displays.
o El tablero mostrara a la planta la cifra correspondiente a la
meta del día.
o El tablero mostrara a la planta la cifra correspondiente a la
meta del mes.
o El tablero mostrara la hora de inicio.
o El tablero mostrara la hora final.
o El tablero mostrara la fecha.
Interfaz de ingeniería
o El sistema brinda información de eficiencia diaria.
o El sistema permite realizar consultas por diversos conceptos.
o El sistema permite ingresar datos del proceso.
Estética y portabilidad
o El dispositivo cuenta con una apariencia agradable.
Mantenimiento y seguridad
o El dispositivo es de fácil mantenimiento y reparación.
o El sistema esta adecuado para soportar ambientes industriales.
Economía
o El costo del sistema será el menor posible.
47
o El sistema es de bajo consumo.
Manera de operar el dispositivo
o El sistema guardara en base de datos el proceso de ensamble
y automáticamente genera reporte del momento que se
desee conocer.
o El sistema tiene comunicación entre el computador y el
tablero electrónico.
o El sistema permite modificar los datos almacenados.
o El sistema muestra la diferencia de motos programadas y
hechas en el día y en el mes.
o Se tendrá un sensor informando de cada moto terminada.
• Importancia relativa de los planteamientos de las necesidades. En
este punto lo que se pretende es establecer cual de las necesidades es
mas importante de manera que permita dar información de cual o cuales
de las necesidades requiere de mayor atención a la hora de seleccionar
los conceptos. Con esto no se quiere decir de que las demás necesidades
no sean importantes, simplemente unas son de mayor prioridad que otras y
en esas es que se enfocarán los esfuerzos del grupo de diseño y desarrollo.
Para establecer la importancia relativa entre los planteamientos de las
necesidades, se basó en la necesidad mas inmediata que los entrevistados
manifestaron a la hora de las entrevistas y con base a esas se estableció el
nivel de importancia. Se realizó una eliminación de las necesidades que
eran muy semejantes o redundantes a fin de mejorar el proceso. Además,
también se tuvo en cuenta la jerarquización que se hizo en el punto
48
inmediatamente anterior. La tabla 9 muestra la importancia relativa de los
planteamientos.
Tabla 9 Importancia de los planteamientos.
No Necesidad Importancia
1 El sistema guardara en base de datos el proceso
de ensamble y automáticamente genera reporte
del momento que se desee conocer.
4
2 El sistema contara con visualización del proceso
en tablero de displays. 5
3 Se tendrá un sensor informando de cada moto
terminada. 5
4 El tablero mostrara a la planta la cifra
correspondiente a la meta del día. 5
5 El tablero mostrara a la planta la cifra
correspondiente a la meta del mes. 3
6 El sistema muestra la diferencia de motos
programadas y hechas en el día y en el mes. 4
7 El tablero mostrara la hora de inicio. 2 8 El tablero mostrara la hora final. 2 9 El tablero mostrara la fecha. 2
10 El sistema brinda información de eficiencia diaria. 3 11 El sistema permite modificar los datos
almacenados. 3
12 El sistema tiene comunicación entre el
computador y el tablero electrónico. 5
13 El sistema permite realizar consultas por diversos 4
49
conceptos.
14 El sistema permite ingresar datos del proceso. 4 15 El dispositivo cuenta con una apariencia
agradable. 3
16 El costo del sistema será el menor posible. 2 17 El dispositivo es de fácil mantenimiento y
reparación. 3
18 El sistema esta adecuado para soportar
ambientes industriales. 4
19 El sistema es de bajo consumo. 3
Como se puede observar, unas necesidades obtuvieron mayor
importancia que otras. Esto significa que las necesidades que obtuvieron
mayor puntuación son las que se tendrán más en cuenta a la hora de
diseñar el sistema, con el fin de satisfacerlas. No obstante las otras
necesidades que obtuvieron los otros puntajes también serán satisfechas,
pero los esfuerzos de diseño y desarrollo estarán concentrados en las
primeras.
• Reflejar los resultados en el proceso. Como característica del método
estructurado y concurrente que se está llevando a cabo, los resultados
obtenidos serán incorporados en el proceso de manera que se pueda
realizar un mejoramiento continuo en todas las fases del proceso. Una vez
identificado las necesidades de los clientes y establecida la importancia
relativa entre las necesidades se procederá a realizar una lista de
especificaciones preliminares en las que se relacionarán las necesidades
con la medida.
50
4.2.2 Especificaciones preliminares. El establecimiento de las
especificaciones preliminares es el segundo paso de la fase de desarrollo
conceptual. En esta fase se establecen las especificaciones preliminares
basadas en las necesidades que se encontraron en las etapas anteriores.
Pero también, en esta fase del desarrollo se establecen las
especificaciones finales que son un refinamiento de las preliminares, y que
son establecidas una vez se hallan seleccionado él o los conceptos y
realizadas las pruebas de factibilidad.
Las especificaciones proveen una descripción precisa de lo que el
producto hace, son una traducción de las necesidades del cliente a un
atributo medible del producto. Estas especificaciones están constituidas
por una métrica y unos valores ideales y marginales.
• Lista de mediciones. En este paso se convierten las necesidades del
cliente en atributos medibles del producto. Para ello se establecen
medidas y unidades con el fin de relacionar cada necesidad con una
métrica.
Tabla 10. Mediciones y unidades.
No. Necesidades Métrica Imp. Unidades
1 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9,
15
Tamaño del tablero
electrónico 4 Mts
2 1, 13 Capacidad de
almacenamiento 4 Mbyte
3 1, 6, 10, 11, 13 Capacidad de
procesamiento 5 Mbyte
4 1, 14 Capacidad de adquisión de 3 Kexample/s
51
datos
5 2, 12 Velocidad de comunicación 3 Mb/s
6 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9,
15 Cantidad de displays 4 Unidad
7 3 Sensibilidad del sensor 2 bolean
8 18 Inmunidad al ruido 4 dB
9 19 Consumo eléctrico 2 W
10 16 Costo 2 Pesos
11 17 Mantenimiento 2 Horas
Esta tabla de mediciones se realizó con base en las necesidades de los
clientes utilizando un lenguaje técnico y cuantificable que expresa de
manera concreta estas necesidades sin perder la esencia de las mismas.
En la siguiente fase se realizará la comparación entre las métricas que se
establecieron y las necesidades, con el fin de obtener información
cuantitativa de las necesidades que tiene mayor importancia. Para esto se
realiza una matriz en la que en la parte superior se colocan las métricas y al
lado izquierdo se ponen las necesidades. Posteriormente se califican las
necesidades en relación con la métrica con valores que van desde 0 hasta
5. De esta forma, se pudo obtener los porcentajes de importancia de cada
una de las medidas utilizando una suma ponderada (sumatoria de los
productos por columnas entre el nivel de importancia de la relación dada
en la matriz y el nivel de importancia de la necesidad) y resaltar las
medidas de mayor prioridad dentro del proceso de desarrollo del
producto.
52
• Matriz necesidades vs. Métricas.
Tabla 11. Matriz
METRICAS
Tam
año
del t
able
ro e
lect
r.
Cap
ac. a
lmac
enam
ient
o
Cap
ac. p
roce
sam
ient
o
Cap
ac. a
dqui
sion
dato
s
Vel
ocid
ad d
e co
mun
icac
.
Can
tidad
disp
lays
Sens
ibilid
ad d
el se
nsor
Inm
unid
ad a
l rui
do
Con
sum
o el
ectri
co
Cos
to
Man
teni
mie
nto
NECESIDADES
IMPO
RTA
NC
IA
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1
El sistema guardara en base de datos el proceso de
ensamble y automáticamente genera reporte del momento
que se desee conocer.
4 5 4 4
2 El sistema contara con visualización del proceso en tablero
de displays. 5 4 5 5
3 Se tendrá un sensor informando de cada moto terminada. 5 5
4 El tablero mostrara a la planta la cifra correspondiente a la
meta del día. 5 4 5
5 El tablero mostrara a la planta la cifra correspondiente a la
meta del mes. 3 4 5
53
6 El sistema muestra la diferencia de motos programadas y
hechas en el día y en el mes. 4 2 5 5
7 El tablero mostrara la hora de inicio. 2 4 5
8 El tablero mostrara la hora final. 2 4 5
9 El tablero mostrara la fecha. 2 4 5
10 El sistema brinda información de eficiencia diaria. 3 5
11 El sistema permite modificar los datos almacenados. 3 5
12 El sistema tiene comunicación entre el computador y el
tablero electrónico. 5 5
13 El sistema permite realizar consultas por diversos conceptos. 4 3 5
14 El sistema permite ingresar datos del proceso. 4 5
15 El dispositivo cuenta con una apariencia agradable. 3 4 4
16 El costo del sistema será el menor posible. 2 5
17 El dispositivo es de fácil mantenimiento y reparación. 3 5
18 El sistema esta adecuado para soportar ambientes
industriales. 4 5
19 El sistema es de bajo consumo. 3 5
TOTAL 96 32 86 36 50 127 25 20 15 10 15
PORCENTAJES (%)
18.8
6.25
16.7
9
7.03
9.76
24.8
0
4.88
3.90
2.92
1.95
2.92
54
El siguiente paso es ver como los productos competidores satisfacen las
necesidades de los clientes y evaluar las métricas en esos productos. La
realización del benchmarking competitivo permitirá analizar como la
competencia satisface las necesidades, así como cuales son las
debilidades y fortalezas de manera tal que se pueda realizar un producto
competitivo para el mercado.
Las necesidades del proyecto serán evaluadas en los diferentes
competidores de manera tal que según las especificaciones de dicho
producto se obtendrá una información de cómo satisface dicha
necesidad. La evaluación se hará de 1 a 5, siendo 1 la nota mas deficiente
y por el contrario el 5 indica que la necesidad esta con completa
satisfacción. Véase tabla 12.
De igual manera las métricas del proyecto serán comparadas con los
mismos competidores y de las cuales se tendrán como referencia para las
especificaciones finales del sistema. Véase tabla 13.
55
• Satisfacción de necesidades en productos competidores.
Tabla 12. Necesidades en competencia.
No. Necesidad Imp.
ARBIAL
SOFT
Mountain
Bike
PUBLIK
Edu
PUBLIK
Soft
VISUALIZADOR
DN-109P
1
El sistema guardara en la base de datos la información de las motos
ensambladas y automáticamente genera reporte del momento
que se desee conocer.
4 **** ** **** *
2 El sistema contara con visualización del proceso en tablero de
displays. 5 **** ***** **** ****
3 Se tendrá un sensor informando de cada moto terminada. 5 ***** * ** ****
4 El tablero mostrara a la planta la cifra correspondiente a
la meta del día. 5 * * ** **
5 El tablero mostrara a la planta la cifra correspondiente a
la meta del mes. 3 * * ** *
6
El sistema muestra la diferencia de motos programadas y hechas en
el
día y en el mes. 4 * ** * **
7 El tablero mostrara la hora de inicio. 2 ** *** ** ***
8 El tablero mostrara la hora final. 2 * *** ** ***
9 El tablero mostrara la fecha. 2 ** **** *** **
56
10 El sistema brinda información de eficiencia diaria. 3 * ** * *
11 El sistema permite modificar los datos almacenados. 3 *** **** *** ***
12 El sistema tiene comunicación entre el computador y el
tablero electrónico. 5 **** ***** ***** **
13 El sistema permite realizar consultas por diversos conceptos. 4 ** ** *** *
14 El sistema permite ingresar datos del proceso. 4 ** **** *** ***
15 El dispositivo cuenta con una apariencia agradable. 3 ** ***** ***** **
16 El costo del sistema será el menor posible. 2 *** ** * ***
17 El dispositivo es de fácil mantenimiento y reparación. 3 ** * * **
18 El sistema esta adecuado para soportar ambientes industriales. 4 ** ** *** ****
19 El sistema es de bajo consumo. 3 ***** *** *** ***
• Comparación de métricas en productos competidores.
Tabla 13. Métricas en competencia.
No. Métrica Imp. Und. ARBIAL SOFT
Mountain bike
PUBLIK
Edu
PUBLIK
Soft
VISUALIZADOR
DN-109P
1 Tamaño del tablero electrónico 4 Mts 0.73 1,5 1,2 1,75
2 Capacidad de almacenamiento 4 Mbyte -- -- -- --
3 Capacidad de procesamiento 5 Mbyte 128 256 256 64
4 Capacidad de adquisición de datos 3 Lista RS-485 DAQ DAQ Paralelo
57
5 Velocidad de comunicación 3 Mb/s 2400 9600 9600 1200
6 Cantidad de displays 4 Unidad 8 -- -- --
7 Sensibilidad del sensor 2 Motos/hora -- -- -- --
8 Inmunidad al ruido 4 % -- -- -- --
9 Consumo eléctrico 2 W 25 35 35 --
10 Costo 2 Pesos 3.000.000 2.000.000 3.500.000 2.000.000
11 Mantenimiento 2 Horas -- -- -- --
58
Finalizando esta fase de el establecimiento de las especificaciones
preliminares del proyecto se elabora una tabla donde se postulan una serie
de especificaciones donde seria lo mas conveniente ubicar el producto,
esta especificaciones se componen de unos valores marginales e ideales y
son la base junto con la selección del concepto para finalmente decidir
unas especificaciones finales. Véase tabla 14.
Tabla 14. Especificaciones preliminares.
No. Métrica Imp. Und. Valor
marginal
Valor
ideal
1 Tamaño del tablero
electrónico 4 Mts >1 x 1 x 1 >2 x 2 x 2
2 Capacidad de
almacenamiento 4 Mbyte >256 >256
3 Capacidad de
procesamiento 5 Mbyte >256 >256
4
Capacidad de
adquisición
de datos
3 Kexample/s RS-232 RS-485
5 Velocidad de
comunicación 3 Mb/s >2400 9600
6 Cantidad de displays 4 Unidad >15 >20
7 Sensibilidad del sensor 2 Motos/hora >15 >15
8 Inmunidad al ruido 4 % >80 >90
9 Consumo eléctrico 2 W <40 <40
10 Costo 2 Pesos <5.000.000 <5.000.000
11 Mantenimiento 2 Horas 3 - 1 <2
59
4.2.3 Generación de conceptos. Esta es una etapa del proceso de diseño
la cual esta compuesta por 5 fases las cuales ayudan y conllevan al
establecimiento del mejor concepto basada en las necesidades,
planteamiento de la misión y algunas especificaciones.
Estas cinco fases son:
Clarificar el problema: En otras palabras es comprender el problema.
Búsqueda externa: Tiene como objetivo encontrar soluciones al
problema como a los subproblemas.
Búsqueda interna: Tiene el mismo objetivo de la búsqueda externa la
diferencia radica es que esta se efectúa nivel interno de l grupo.
Exploración sistematizada: se exploran cada una de los conceptos ya
generados de una forma estructurada.
Reflejar en el proceso: Finalmente se debe generar una solución que
se refleje en el proceso.
• Clarificar el problema. Como ya se menciono anteriormente el
objetivo de este paso es comprender todos los aspectos del problema
como así mismo poder dimensionar los alcances y restricciones que el
problema involucra. Para ello se parte del planteamiento de la misión del
proyecto, el listado de necesidades y algunas especificaciones
preliminares que se establecieron en las etapas anteriores.
La clarificación del problema se realizara mejor si se descompone el
problema en subproblemas más simples. Para ello se utilizara la
descomposición funcional como herramienta para descomponer el
problema. La descomposición funcional permite representar el problema
como una caja negra (figura 2) operando sobre material energía y flujo de
60
señales. Permite subdividir la caja negra en subfunciones que describan
más eficazmente lo que tiene que hacer cada elemento del producto
para implementar la función principal, además de enfocarse en los
problemas más críticos.
Figura 2. Caja negra.
Como se puede observar la caja negra permite ver el problema como un
conjunto de entradas y salidas. Para el caso del control estadístico de
ensamble las entradas al proceso son las motos como material, energía
que permite que el proceso se realice y señales de mando y control
principalmente del software.
Una vez analizado el problema con un conjunto de entradas y salidas
donde se identificaron cada una de ellas, se procederá a clarificar los
subsistemas que hacen posible que se de el procesamiento de las entradas
en salidas. Para ello realizaremos la descomposición funcional (figura 3),
esta permite esclarecer los subproblemas y establecer cual es la ruta crítica
sobre la cual se centraran los esfuerzos de diseño.
ENERGIA
MOTOS
SEÑALES
CONTROL ESTADÍSTICO
DE ENSAMBLE
VISUALIZACION
REPORTE
61
Figura 3. Descomposición funcional.
ALIMENTAR
INSTRUMENTACION
TARNSAFORMAR ENERGIA ELECTRICA
A MECANICA
ALMACENAR
DATOS
SENSAR MOTOS
ESTACION DE INGENIERIA
PROGRAMAR RUTINA DIARIA
ARQUITECTURA DE
COMUNICACION
ESTACION DE PRODUCCION
VISUALIZACION
REPORTE
ENERGIA
MOTOS
SEÑALES
62
• Búsqueda externa e interna. Una vez clarificado el problema de
manera que se establecieron los subproblemas y las relaciones entre estos,
el siguiente paso es la búsqueda de información que nos permite dar
solución a cada uno de los bloques de la ruta crítica establecida. Para esta
búsqueda de información, se hizo uso de las siguientes técnicas: consulta a
expertos, literatura especializada y lluvia de ideas, lo cual permitió tener
una visón mas clara y objetiva de solución a cada uno de los
subproblemas.
• Exploración sistematizada. Se realiza con el fin de organizar y
sintetizar los conceptos generados y se utiliza el árbol de clasificación y la
tabla de combinación.
El árbol de clasificación es una ayuda la cual permite podar la ramas
menos promisorias e igualmente permite identificar aproximaciones al
problema, lo cual pone en evidencia la falta de atención de una rama
especifica y ayuda a elaborar un refinamiento a dicha rama.
En este caso la ruta critica son los cuadros que en la figura 3, se encuentran
resaltados con color rojo, a estos conceptos son a los que se les va a
realizar el árbol de clasificación y en donde finalmente se van generar
distintos conceptos.
o ESTACIÓN DE INGENIERÍA: Esta función es sin lugar a dudas el punto
clave del proyecto, ya que con base en esto se desprenden las demás
etapas del proceso. Igualmente en la estación de ingeniera es donde se
van a establecer las metas y se realizaran las consultas pertinentes al
63
proceso de ensamble lo cual hace necesario un lenguaje entre hombre –
maquina muy claro y agradable para el usuario.
Figura 4 Árbol de estación de ingeniería.
o ARQUITECTURA DE COMUNICACIÓN: Por medio de esta se estarán
realizando todas las comunicaciones entre los diferentes dispositivos que
componen el sistema la cual debe tener la redundancia y solidez de
hardware y software para soportar las diferentas condiciones de
contaminación ambiental, electromagnética y de flujos de datos no
deseados.
ESTACION DE INGENIERIA
INTERFASES INDUSTRIALES
LENGUAJES DE
PROGRAMACION
PANEL DE BOTONES
TOUCH SCREEN
VISUAL BASIC
TURBO C++
JAVA
64
Figura 5. Árbol de arquitectura de comunicación.
Fuente: Nota de clase, Ing. Adolfo Ortiz. Santiago de Cali, 2005.
o ESTACIÓN DE PRODUCCIÓN: Es la estación donde todo el personal de
la planta se debe dar cuenta de los aspectos mas relevantes de la
producción, como lo son meta del día, meta del mes, hora inicial, hora
final, entre otros. En otras palabras es la interfaz entre los datos relevantes
del proceso con el personal de producción o ensamble.
Uno de los aspectos o requerimientos exigidos por el cliente es darle a la
planta un ambiente un poco mas agradable estéticamente hablando, en
este campo la interfaz del sistemas con los operarios cumple una función
importantísima ya que por el contenido que maneja y el tamaño de la
ARQUITECTURA DE
COMUNICACION
BUSES DE CAMPO
(RS232 – RS485)
FIELDBUS
MODBUS
JBUS
INTERBUS
REDES LAN
ETHERNET TCP/IP
65
planta esta interfaz será una de las partes mas visibles y por lo tanto debe
ser atractiva a la vista del visitante y del empleado.
Figura 6. Árbol de estación de producción.
Debido a las consultas y a las fases anteriormente desarrolladas se puede
establecer una tabla de combinación de conceptos la cual servirá de
base para llegar un concepto el cual luego de esta etapa será
seleccionado y probado. La tabla de combinación de conceptos hace
parte de la exploración sistematizada y es el producto de combinar los
árboles (realizados anteriormente) entre si para lograr determinar una
solución que mas se adecue a resolver el problema, de igual manera en la
tabla se podrán omitir conceptos de los árboles los cuales no se consideren
muy promisorios o factibles de ser implementados por diversos motivos.
ESTACION DE PRODUCCION
PANEL LCD
COMPUTADOR
MATRIZ DE LEDS
ARREGLO DE LEDS
AVISO DESPLAZANTE
66
Figura 7. Tabla de combinación de conceptos.
ESTACION DE INGENIERIA
ARQUITECTURA DE
COMUNICACION
ESTACION DE PRODUCCION
TOUCH SCREEN
VISUAL BASIC
TURBO C++
JAVA
FIELDBUS
ETHERNET TCP/IP
JBUS
INTERBUS
MODBUS
PANEL LCD
COMPUTADOR
MATRIZ DE LEDS
ARREGLO DE LEDS
AVISO DESPLAZANTE
67
En la figura 7 se observa las posibles combinaciones que se han tenido ha
consideración y de los cuales se pueden obtener una cantidad de
conceptos dada por el producto de los diferentes ítems seleccionados. La
cantidad de ítems correspondientes a la estación de ingeniería contempla
4 posibilidades, en la arquitectura de comunicación se tienen 5 ítems y
para la estación de producción serán 5 las posibilidades a evaluar.
4 x 5 x 5 = 100 Conceptos.
De estos 100 conceptos posibles se han estudiado 4 a los cuales se les
evaluara su viabilidad y de donde finalmente se tendrá el concepto final
que dará solución al problema y suplirá las especificaciones preliminares
obtenidas anteriormente. En la figura 8 se observan los conceptos a
estudiar.
Figura 8. Conceptos a estudiar.
CONCEPTO A
CONCEPTO B
CONCEPTO C
CONCEPTO D
TOUCH SCREEN
FIELDBUS PANEL LCD
VISUAL BASIC
JBUS ARREGLO DE LEDS
VISUAL BASIC
MODBUS AVISO DESPLAZANTE
TURBO C++ ETHERNET TCP/IP
COMPUTADOR
68
Para determinar el concepto optimó del sistema es necesario la siguiente
etapa del desarrollo concurrente la cual es la selección de conceptos
donde por medio de unas evaluaciones definidas de tamizaje entre otros,
se determina la viabilidad de cada uno de los conceptos ya escogidos y
se determina el concepto final.
4.2.4 Selección de conceptos. En esta fase se evaluaran los conceptos por
medio de criterios de viabilidad e ingeniería, el criterio de evaluación en la
matriz de tamizaje será 0 que significa una posición neutral, + donde se
determina que es mejor a una referencia y calificando en caso de ser peor
que la referencia. Estas evaluaciones se hacen con cada con concepto y
referenciandolos con las requerimientos identificados que suplirá el sistema.
En primer lugar se observan los esquemas de cada uno de los conceptos
generados en la etapa anterior y los cuales se le realizara la evaluación en
la matriz de tamizaje (Tabla 15).
Figura 9. Concepto A
69
Figura 10. Concepto B
Figura 11. Concepto C
70
Figura 12. Concepto D
71
Tabla 15. Matriz de tamizaje.
Necesidad A B C D Ref.
Tamaño del tablero electrónico 0 0 + - 0
Capacidad de almacenamiento - + 0 + 0
Capacidad de procesamiento - + 0 + 0
Capacidad de adquisición
de datos - + 0 + 0
Velocidad de
comunicación 0 0 0 + 0
Cantidad de displays + - - - 0
Sensibilidad del sensor 0 0 0 0 0
Inmunidad al ruido - 0 0 + 0
Consumo eléctrico - + + - 0
Costo - 0 + - 0
Mantenimiento - + - - 0
POSITIVOS 1 5 3 5
IGUALES 3 5 6 1
NEGATIVOS 7 1 2 5
TOTAL -6 4 1 0
ORDEN 4 1 2 3
¿CONTINUAR? NO SI NO NO
Según la matriz de tamizaje se observa que el concepto a seleccionar es el
B sin necesidad a modificación alguna, como lo muestra la tabla 15. En la
etapa siguiente se realizara la prueba final del concepto para ver su
posible adaptación al mercado y que definitivamente cumpla todos los
72
requerimientos planteados y de igual manera si de una u otra forma se le
puede realizar algún refinamiento.
4.2.5 Prueba de conceptos. Una vez elegido y seleccionado el concepto a
desarrollar se procederá a la evaluación. Esta evaluación tiene por
objetivo revisar detalladamente el concepto seleccionado de manera
que se puedan identificar posibles problemas y/o mejoras para el
concepto. De esta manera se pretende refinar el concepto elegido
consolidándolo como la alternativa mas apropiada para el proceso.
• Descripción detallada del concepto. El sistema cuenta con un
tablero electrónico numérico que dispondrá de la información básica y
necesaria para enterarse del estado actual del proceso de ensamble de
las unidades terminadas, motos ensambladas por día, motos programadas
por día, diferencia por día de las motos ensambladas, motos programadas
por mes, diferencia por mes de las motos, total motos ensambladas hasta
ese momento, fecha y hora actual del sistema, el tablero cuenta con un
sistema totalmente computarizado, es decir, el sistema es controlado por
un PC y un microcontrolador el cual recibirá los datos trasferidos desde el
computador y los distribuirá a los dígitos.
Todos los dígitos del tablero dispondrán de doble línea de leds para mayor
visibilidad y brillo, esto se logra con leds ultra brillantes que tienen gran
luminosidad con bajo consumo.
El software dispuesto en el PC esta especialmente diseñado para transferir
datos al tablero mediante un protocolo de comunicación, teniendo como
interfase de usuario la simulación del tablero mismo, el programa cuenta a
demás con el manejo de base de datos la cual llevara un registro de todas
73
la motos ensambladas en la línea, teniendo también la opción de realizar
cálculos estadísticos muy importantes para los ingenieros de la planta
como los datos que son introducidos al tablero diariamente y la eficiencia
en la producción, la visualización del programa dispuesto de forma
amigable al usuario proporciona las herramientas necesaria para realizar
consultas y organizar los datos de manera sencilla e intuitiva.
Debe destacarse a demás que el tablero presenta un diseño modular de
las distintas partes internas que lo componen con esto se logra facilidad de
reparación, ya que sus accesorios son de fácil consecución en el mercado
regional.
Figura 13. Concepto definitivo.
74
Con la determinación del concepto final figura 13 se establecen las
especificaciones finales del proyecto.
Tabla 16 Especificaciones finales.
No. Necesidad Métrica Imp. Und. Valor
1 2, 4, 5, 6,
7, 8, 9, 15
Tamaño del tablero
electrónico 4
Mts x Mts x
Mts
3 x 1 x
0.20
2 1, 13 Capacidad de
almacenamiento 4 Mbyte 40.000
3 1, 6, 10, 11,
13
Capacidad de
procesamiento 5 Mbyte 512
4 1, 14 Capacidad de
adquisión de datos 3 Kexample/s RS-485
5 2, 12 Velocidad de
comunicación 3 Mb/s 9600
6 2, 4, 5, 6,
7, 8, 9, 15 Cantidad de displays 4 Unidad 39
7 3 Sensibilidad del sensor 2 Motos/hora 22
8 18 Inmunidad al ruido 4 % 98
9 19 Consumo eléctrico 2 W 20
10 16 Costo 2 Pesos 4.250.000
11 17 Mantenimiento 2 Horas 2
Estas son las especificaciones finales con las que el proyecto se construirá y
con las que el grupo de diseño se regirá para la consecución y montaje de
partes, incluyendo su acomodación física dentro de la planta.
75
5. INGENIERIA DE DETALLE PARA SISTEMA DE CONTROL ESTADÍSTICO.
Dentro de la metodología del desarrollo estructurado y concurrente con la
que se esta desarrollando este trabajo, la ingeniería de detalle se
desarrollara mediante las etapas de diseño a nivel del sistema y diseño
detallado. En estas etapas se pretende crear toda la documentación
necesaria para el diseño y posterior producción del sistema.
Dentro el diseño detallado y el diseño a nivel del sistema, se tratara el
sistema como tres subsistemas principales por separado y que en conjunto
finalmente permiten cumplir con el objetivo del proyecto; los tres
subsistemas son: software (para la estación de ingeniería), tablero
electrónico (para la estación de producción), que en esta ultima se dividirá
en dos como son parte mecánica y parte eléctrica y finalmente se tocara
el tema de la instrumentación que es donde se podrá referenciar puntos
como el sensor y la comunicación entre los diversos elementos que
componen el sistema.
5.1 DISEÑO DETALLADO Y DISEÑO A NIVEL DE SISTEMA.
Como ya menciono anteriormente en esta fase se documentara lo
necesario para el diseño de cada subsistema con el fin de clarificar el
concepto y la idea para cualquier departamento de producción.
76
5.1.1 Estación de ingeniería. Basado en una necesidad que se planteo en
la línea de ensamble, los ingenieros buscan aumentar la producción diaria
de motos ensambladas como objetivo central del proyecto, por ello
buscan el apoyo de un sistema computarizado que lleve de manera
automática el conteo de las unidades ensambladas, realizando además
cálculos y estimaciones como lo es el promedio de motos programadas
por el ingeniero, de motos ensambladas por los operarios, la eficiencia de
las motos programadas diariamente con respecto a las ensambladas, la
tasa de motos ensambladas por hora, hallar el valor máximo y mínimo de
las motos ensambladas y programadas para un mes determinado.
En esta etapa también se planteo que el sistema registrara la hora inicial y
la hora final según el esquema de trabajo de la línea de ensamble junto
con la fecha en ese momento, como los operarios podarían tener un poco
mas de flexibilidad en cuanto al horario se busca que el sistema registre el
momento exacto en que se termina la jornada de ensamble, con esto se
quiere conseguir datos de calculo confiables como lo puede ser el
promedio de motos ensambladas por hora. Además que el sistema fuera
centralizado en una sola maquina también se requirió de un tablero
electrónico que seria el encargado de mostrar ciertos datos útiles para los
operarios y para personal en planta encargados de la plantación (Motos
programadas día, Diferencia día, Acumuladas día, Fecha, Hora inicio, Hora
final, Acumuladas mes, Diferencia mes, Acumuladas mes), dichos datos
deberían ser enviados mediante una comunicación directa con el
Software.
Este planteamiento da una idea general de lo que desean los ingenieros
encargados de la producción diaria, tomando y organizando estas
77
necesidades para que sea coherente con el trabajo que se desea realizar
se debe tomar un método apropiado para lograr hacer un software de
calidad que no solo alcance las expectativas generadas sino también que
las supere, el ingeniero mecatrónico debe lograr integrar en perfecta
armonía el funcionamiento en generar del sistema desarrollado, el
programa con su sistema electrónico representado por el tablero en este
caso, por este motivo se a optado por una metodología de programación
UML ("Unified Markup Language").
UML (esta consolidado como el lenguaje estándar en el análisis y diseño de
sistemas de cómputo. Mediante UML es posible establecer la serie de
requerimientos y estructuras necesarias para plasmar un sistema de
software previo al proceso intensivo de escribir código. En otros términos,
así como en la construcción de un edificio se realizan planos previo a su
construcción, en Software se deben realizar diseños en UML previa
codificación de un sistema, ahora bien, aunque UML es un lenguaje, éste
posee más características visuales que programáticas, mismas que facilitan
a integrantes de un equipo multidisciplinario participar e intercomunicarse
fácilmente, estos integrantes siendo los analistas, diseñadores, especialistas
de área y los programadores.
Entre más complejo es el sistema que se desea crear más beneficios
presenta el uso de UML, las razones de esto son evidentes, sin embargo,
existen dos puntos claves : El primero se debe a que mediante un
plano/visión global resulta más fácil detectar las dependencias y
dificultades implícitas del sistema, y la segunda razón radica en que los
cambios en una etapa inicial (Análisis) resultan más fáciles de realizar que
78
en una etapa final de un sistema como lo seria la fase intensiva de
codificación.
Puesto que UML es empleado en el análisis para sistemas de mediana-alta
complejidad, era de esperarse que su base radique en otro paradigma
empleado en diseños de sistemas de alto nivel que es la orientación a
objetos, por lo que para trabajar en UML puede ser considerado un pre-
requisito tener experiencia en un lenguaje orientado a objetos, esto puede
llevar a pensar que en el diseño en visual Basic esta mitología no seria muy
útil, ya que Visual Basic es un lenguaje orientado a objetos, pero también
es basado en objetos, por lo cual en el uso del UML se omitirán algunos
formatos disponibles en esta metodología y dado que el UML permite su
uso en cualquier tipo de lenguaje de programación en el que finalmente
sea implementado el sistema (Java, C#, C++, SmallTalk), misma
característica que permite a personal no familiarizado en lenguajes de
programación participen en el análisis y diseño de un sistema.
5.1.1.1 Ciclo De Vida Del Software A Desarrollar. Como todo sistema
computarizado este tendrá un ciclo de vida útil el cual esta constituido por
el conjunto de fases por las que debe pasar el proyecto desde su
concepción inicial, hasta que el sistema deja de utilizarse o se transforma
en otro.
Existen diferentes modelos de ciclo de vida, que pueden aplicarse en
función del tipo de sistema a desarrollar, el ciclo de vida clásico o en
cascada será el modelo utilizado.
5.1.1.2 Ciclo De Vida Clásico O En Cascada. Este ciclo establece una serie
de fases, al finalizar las cuales se obtiene una serie de productos
79
(documentos, diagramas, programas) que permite evaluar lo realizado
hasta ese momento y continuar con la fase siguiente o modificar algunos
aspectos de las fases anteriores como lo representa la figura 14.
Figura 14. Modelo Del Ciclo De Vida Del Software Desarrollado
Fuente: VILLALOBOS, Jorge A. Diseño y Manejo de Estructuras de Datos en C. Bogotá: Mc Graw Hill, 1996. 392 p.
5.1.1.3 Fase De Análisis. Es la fase de análisis del software para su
implementación.
Proyecto: Sistema De Control Estadístico Para Línea De Ensamble
Descripción: Herramienta computacional que permite controlar el proceso
de ensamble en la línea de producción de motos. El sistema permite
registrar la producción diaria de motos apoyado por un tablero electrónico
visible desde cualquier lugar de la planta, realizando cálculos estadísticos,
así como el almacenamiento de datos de gran importancia para los
ingenieros y técnicos de la planta ofreciendo informes actualizados del
conteo de motos con sus respectivos cálculos.
ANALISIS
DISEÑO
IMPLEMENTACION PRUEBA
80
• Factores Externos
Corrección: El software esta en capacidad de realizar con exactitud
las tareas para los cuales fueron desarrollados y que fueron definidas
en sus especificaciones.
Robustez: El software esta apropiadamente adaptado a reaccionar
a condiciones excepcionales de trabajo.
Extensibilidad: El software esta en capacidad de sufrir adaptaciones
frente a cambios en las especificaciones planteadas inicialmente.
Reutilización: El software mediante de utilización de lenguaje
estándar esta en capacidad de servir en la construcción de muchas
aplicaciones diferentes.
Compatibilidad: El software tiene la facilidad de combinar unos
elementos de software con otros.
Eficiencia: El software tiene la capacidad consumir poco recursos de
hardware (Espacio en disco duro, memoria, entre otros).
Facilidad de uso: La facilidad de uso del software lo convierte en una
herramienta de rápido entendimiento a personal con diferentes
formaciones en la ingeniería.
• Factores Internos
Legibilidad: El código del software esta desarrollada de manera
organizada y clara, siguiendo una notación estándar y estará
acompañado de textos de documentación apropiado.
Modularidad: El software esta en construido a partir de módulos
independientes y coherentes que facilitan la reutilización.
81
• Agentes Externos
Usuarios: Este tipo de agentes serán los encargados de la toma de
dediciones basándose en el análisis de datos arrojados por el
sistema.
Operarios: Son los encargados de dar la señal en el conteo de las
motos.
Administradores: Estos Agentes realizaran el mantenimiento y mejoras
al software según los cambios en los requerimientos.
Definición Y Especificación De Requerimientos.
Requerimientos Funcionales
De Lectura / Almacenamiento
De Procesamiento / Caculo
De Consulta
De Reportes
Requerimientos No Funcionales
Requerimientos Funcionales.
Son aquellos que definen las necesidades que tendrá la aplicación
cuando está terminada y se debe implantar (es decir cuando empieza su
uso real).
Lectura / Almacenamiento
El sistema estar en capacidad de:
82
R1 Leer y almacenar los siguientes datos digitados al tablero electrónico
tabla tablero (Fecha, Modelo, Hora inicial, Hora final, Motos programadas
día, Motos acumuladas día, Motos Acumuladas mes, Motos acumuladas
total).
R2 Leer y almacenar Datos Estándares de las motos (Modelo, Tasa de
motos producidas por hora, Fecha) introducidos desde la interfaz de
usuario disponible.
R3 Almacenar los datos obtenidos en el cálculo del promedio por hora de
las motos ensambladas por hora.
R4 Almacenar La eficiencia diaria (Tabla Eficiencia)
R5 Lee y almacena las motos contadas por el operario.
Procesamiento / Cálculo
R6 Verificar que los datos introducidos al tablero sean del mismo tipo que la
base de datos, de igual manera se verificara los datos introducidos
directamente en las tablas en caso de que estas requieran una
modificación directa.
R7 Realizara el cálculo del promedio por hora de las motos ensamblada
diariamente.
R8 Calcula el promedio de las motos programadas día y acumuladas día
(Tabla Tablero).
83
R9 Calcular los valores máximos y mínimos de los campos Programadas
día, acumuladas día de la tabla Tablero.
R10 Calcular la eficiencia de la producción diaria según la tabla de datos
estándar y la tabla de datos Tablero.
R11 Borrar datos de cualquiera de la tablas Disponibles en el sistema.
R12 Organizar los datos de la tablas de registro de la forma que estime
conveniente ya sea por modelo, fecha, motos programadas día y motos
ensambladas día los datos numéricos pueden ser ordenados de forma
ascendente o descendente y por orden alfabético para los campos
alfanuméricos.
R13 El sistema tendrá la posibilidad comunicación con el tablero
electrónico para transferir los datos deseados por el usuario
Consultas / Reportes
R14 Permitir al usuario realizar consultas sobre los datos de la producción
diaria (Fecha, Modelo, Programadas día, Hora inicio, Hora final,
Acumuladas mes, Acumuladas día, Acumuladas total, Diferencia mes,
Promedio producción día) de la tabla Tablero.
R15 Permitir al usuario realizar consultas sobre los datos estadísticos
requeridos por el usuario (Eficiencia, Promedio programadas día, Máximo
programadas día, Mínimo programadas día) de la tabla Eficiencia
84
R16 Permitir al usuario consultar la producción diaria y/o mensual de
manera fácil y oportuna.
R17 Informe de Completo de tablas de la base de datos.
R18 Presentar a partir de una barra de herramientas y una barra de menús
que incluyen las funcionalidades de la aplicación.
Requerimientos No Funcionales.
Tienen que ver con necesidades del equipo donde la aplicación va a
correr (en términos de hardware y de software), las necesidades del
personal que va a interactuar con la aplicación (en términos de su
capacitación), entre otras.
En este diseño se consideraron factores que podrían determinar el correcto
funcionamiento de todo el sistema, la comunicación que se hará con el
tablero, el espacio en disco para guardar la información diaria de la
producción de motos y el tiempo que pueda tomar el realizar los cálculos
estadísticos, de búsqueda y de organización de los datos.
En términos de hardware:
• La aplicación requiere un PC con mínimo 128 MB de RAM, 8 GB
de Disco Duro, sistema operativo Windows.
• Un puerto serial disponible para la conexión con el tablero
electrónico.
85
En términos de software:
• La aplicación requiere el siguiente software para futuras
modificaciones: Visual Basic 6.0, Microsoft , Office Access 97.
• Se requiere capacitar al personal en el manejo de los
comandos básicos de Windows.
Casos De Uso.
Este diagrama representa la funcionalidad completa del sistema,
mostrando su interacción con los agentes externos. Esta representación se
hace a través de las relaciones entre los actores (agentes externos) y los
casos de uso (acciones) dentro del sistema. Los diagramas de casos de uso
definen conjuntos de funcionalidades afines que el sistema debe cumplir
para satisfacer todos los requerimientos que tiene a su cargo. Esos
conjuntos de funcionalidades son representados por los casos de uso. Se
pueden visualizar como las funciones más importantes que la aplicación
puede realizar o como las opciones presentes en el menú de la aplicación
en la figura 14
86
Figura 15. Diagrama de casos de uso.
Usuario
Generar reporte
Actualizar Base de datos
Ralizar Caclculo Estadisticos
Ingresar
Buscar Registro
Introducir datos tablero
Cerrar Aplicación
Contar motos
Operario
87
Subcasos De Uso
En esta parte se hará descomposición de los casos de uso del punto
anterior. Se dará las relaciones que existen con otras funciones del sistema
cuando existe una relación entre dos casos de uso.
88
Figura 16. Diagrama de casos de uso extendido.
Mostrar Tablas
<<Extends>>
<<Uses>>
<<Uses>>
<<Uses>>
<<Extends>>
Modificar Datos
Organizar Datos
<<Extends>>
Valores mínimo y máximos
Hallar Eficiencia
Valores Promedio
<<Extends>> <<Extends>>
Enviar Datos al tablero
Validar datos
Cerrar Aplicación
Generar reporte
Realizar Cálculos
Buscar Registro
Contar motos
Introducir datos tablero
Ingresar
Usuario
<<Extends>>
<<Extends>>
Operario
<<Extends>>
Actualizar Base de datos
Actualizar Base de datos
<<Uses>>
89
Descripción Del Caso De Uso
En este formato se da una descripción parar ayudar a comprender los
casos y subcasos de uso, haciendo también referencia a los requerimientos
consignados en el documento de requerimientos.
DESCRIPCION DE CASOS DE USO
Nombre: Introducir datos tablero
Alias:
Actores: Usuario
Función: Permite el manejo del tablero electrónico.
Descripción: El Usuario puede introducir datos al tablero para iniciar
jornada. El sistema debe validados estos datos para su envió al tablero y
posteriormente se hará su registro en la base de datos.
Referencias Cruzadas: De requerimientos: R1
De casos de uso: Validar Datos, Actualizar base de
datos
DESCRIPCION DE CASOS DE USO
Nombre: Contar Motos
Alias:
Actores: Operario
Función: Llevar un conteo por unidad de las motos ensambladas.
Descripción: El operario realizara el conteo de las motos en la línea de
ensamble, el sistema detectara cuando una moto es bajada de la línea,
llevando un registro en la base de datos realizando el acumulado diario de
motos, el acumulado por mes, el promedio por hora de unidades
ensambladas, el total de motos producidas hasta ese momento.
90
Referencias Cruzadas: De requerimientos: R1, R5
De casos de uso: Actualizar base de datos
DESCRIPCION DE CASOS DE USO
Nombre: Buscar Registros
Alias:
Actores: Usuario
Función: Encontrar los registros solicitados por el usuario.
Descripción: El usuario puede solicitar los registros almacenados hasta el
momento, el sistema debe validar que el registro buscado exista dentro de
la base de datos y luego mostrar los datos relacionados con la búsqueda.
Referencias Cruzadas: De requerimientos: R6, R14, R15, R16
De casos de uso: Mostrar tablas
DESCRIPCION DE CASOS DE USO
Nombre: Realizar cálculos
Alias:
Actores: Usuario
Función: Hacer estimaciones estadísticas de algunos datos almacenados
en la base de datos.
Descripción: El Usuario tendrá la posibilidad de realizar cálculos estadísticos
como el calculo de la eficiencia comparando la tabla de datos estándar y
la tabla de datos reales, el promedio de las motos ensambladas por día y
por mes, así mismo las motos programadas por mes y el promedio de
motos ensambladas por hora, además se encontraran los valores mínimos y
máximos de las unidades programadas día y ensambladas, el sistema
debe validar que las tablas tengan datos almacenados para realizar los
cálculos correspondientes.
91
Referencias Cruzadas: De requerimientos: R7, R8, R9, R10
De casos de uso: Buscar Tablas, Actualizar base de
datos
DESCRIPCION DE CASOS DE USO
Nombre: Actualizar Base de Datos
Alias:
Actores: Operario, Usuario
Función: Hacer un refresco de la base de datos en los momentos
solicitados.
Descripción: Tanto el Usuario como el operario tienen la posibilidad de
estar actualizando la base de datos en cualquier momento según sea
necesario, se podrán realizar modificaciones de los datos en cualquiera de
las tablas disponibles en el sistema, el sistema verificara que en las
actualizaciones y/o modificaciones los datos sean compatibles con la base
de datos.
Referencias Cruzadas: De requerimientos: R1, R2, R3, R4, R5, R6
De casos de uso: Introducir datos tablero, Modificar
Datos, Realizar cálculos.
DESCRIPCION DE CASOS DE USO
Nombre: Generar reportes
Alias:
Actores: Usuario
Función: Permitir generar informes de las tablas disponibles en la
aplicación.
Descripción: Permitir generar un informe de consulta de todas las tablas
disponibles en la aplicación.
92
Referencias Cruzadas: De requerimientos: R17
De casos de uso: Buscar tablas, Actualizar Base de
datos, Realizar cálculos
Subcasos De Uso
DESCRIPCION DE CASOS DE USO
Nombre: Validar datos
Alias:
Actores: Usuario
Función: Verificar que los tipos de datos sean coherentes con la base de
datos.
Descripción: El Usuario puede introducir datos que no son adecuados al
sistema, por este motivo se hará una verificación para evitar conflictos y
errores con los tipos de datos establecidos en las tablas de base de datos.
Referencias Cruzadas: De requerimientos: R6
De casos de uso:
DESCRIPCION DE CASOS DE USO
Nombre: Enviar Datos Tablero
Alias:
Actores: Usuario
Función: El sistema enviara la información introducida por el usuario.
Descripción: El sistema enviara datos numéricos por medio de un protocolo
determinado que serán recibidos por una interfase instalada en el tablero
para su iluminación inmediata.
Referencias Cruzadas: De requerimientos: R13
93
De casos de uso: Validar datos, Actualizar base de
datos
DESCRIPCION DE CASOS DE USO
Nombre: Organizar datos
Alias:
Actores: Usuario
Función: El usuario escogerá la forma de organizar los datos.
Descripción: El usuario tiene la posibilidad de organizar la tablas de registro
de la forma que estime conveniente ya se por modelo, fecha, motos
programadas día y motos ensambladas día los datos numéricos pueden
ser ordenados de forma ascendente o descendente, lo demás por orden
alfabético.
Referencias Cruzadas: De requerimientos: R12
De casos de uso: Buscar tablas, Actualizar base de
datos
DESCRIPCION DE CASOS DE USO
Nombre: Modificar Datos
Alias:
Actores: Usuario
Función: Permitir la modificación de datos
Descripción: El usuario tendrá la posibilidad de modificar cualquier dato en
cualquiera de las tablas disponibles del sistema, se hará verificación de
datos según el tipo al que pertenezca el campo a modificar.
Referencias Cruzadas: De requerimientos: R1, R2, R3, R4, R5, R6, R11
De casos de uso: Buscar tablas, Actualizar base de
datos
94
DESCRIPCION DE CASOS DE USO
Nombre: Valores Promedio
Alias:
Actores: Usuario
Función: Calcular los valores promedio
Descripción: El usuario podrá solicitar el calculo de los valores promedio de
las motos ensambladas día, las motos programadas día, acumuladas mes,
el sistema verificara si los registros tienen datos para realizar dichos cálculos
para proceder a realizarlos.
Referencias Cruzadas: De requerimientos: R6, R7, R8
De casos de uso: Buscar tablas, Realizar cálculos,
actualizar base de datos
DESCRIPCION DE CASOS DE USO
Nombre: Eficiencia por hora.
Alias:
Actores: Usuario
Función: Calcular de la eficiencia de motos ensambladas por hora.
Descripción: El usuario podrá solicitar el calculo de la eficiencia por hora, el
sistema verificara dos tablas, la primera contendrá los datos estándar que
son introducidos por el usuario con modelo y tasa de producción por hora
como datos y la segunda tabla contendrá los datos del conteo de las
motos producidas por hora según lo registrado por el operario.
Referencias Cruzadas: De requerimientos: R6, R10
De casos de uso: Buscar tablas, Realizar cálculos,
actualizar base de datos
95
DESCRIPCION DE CASOS DE USO
Nombre: Valores máximos y mínimos
Alias:
Actores: Usuario
Función: Hallar valores máximos y mínimos
Descripción: El usuario podrá solicitar los valores máximos y mínimos de
todos los valores numéricos disponibles en la base de datos.
Referencias Cruzadas: De requerimientos: R6, R9
De casos de uso: Buscar tablas, Realizar cálculos,
actualizar base de datos
Formatos de Eventos
En este formato se establecen los eventos que pueden ser generados por
el actor y van a ser atendidos por cada Caso de Uso. Por evento
entendemos la interacción que tiene un actor con la aplicación a través
de la interfaz gráfica, tal como el clic de un ratón, el ingreso de un texto a
un componente, el movimiento de un elemento de la interfaz, etc. Todos
los eventos van numerados en orden secuencial de acuerdo a la
secuencia lógica como ocurrirían en la aplicación (ciclo de vida del caso
de uso). De este formato se obtiene la información para la creación de los
diagramas de interacción, más específicamente el de secuencia. También
se deben presentar los eventos alternos, los cuales permiten establecer las
excepciones que se pueden presentar en la ejecución del programa.
96
Tabla 17. Formato de eventos
FORMATOS DE EVENTOS
Nombre Caso de Uso: Introducir datos tablero
Alias:
Actores: Usuario
Evento: Respuesta del sistema:
1. Selección opción
ingreso Datos Tablero
2. Capturar selección
3. Mostrar cuadro se selección y digito de datos
4. Introducir datos 6.Capturar y Validar Datos
7. Clic aceptar 8. Mostrar Cuadro datos a introducir y digitar
9. Grabar datos en el sistema
10. Enviar Datos tablero Electrónico
EVENTOS ALTERNOS
Nombre Caso de Uso: Introducir datos tablero
Alias:
Actores: Usuario
Numero de línea Respuesta del sistema
Línea 2 No se digita ni se selecciona y se muestra
mensaje de sugerencia.
Línea 3 Si los datos son incorrectos muestra mensaje de
error y permite intentarlo de nuevo
Línea 9 Si falla la operación mostrar mensaje y reversa
operación
97
FORMATOS DE EVENTOS
Nombre Caso de Uso: Contar motos
Alias:
Actores: Operario
Evento: Respuesta del sistema:
1. Activación recepción
datos seriales
2. Comprobación tipo de dato recibido
3.Validar dato para conteo motos
4.Actualizar las tablas relacionadas en
conteo
EVENTOS ALTERNOS
Nombre Caso de Uso: Introducir datos tablero
Alias:
Actores: Usuario
Numero de línea Respuesta del sistema
Línea 3 Si el dato es erróneo se verifica y se
guarda informe
FORMATOS DE EVENTOS
Nombre Caso de Uso: Buscar Registro
Alias:
Actores: Usuario
Evento: Respuesta del sistema:
1. Selección opción buscar
Datos Tablero
2. Capturar selección
3.Abre Formulario Buscar registro
98
4. Seleccionar Fecha de
búsqueda
5. Captura Fecha elegida
6. Muestra Datos Disponibles en esa Fecha
7. Actualizar Datos en el sistema
EVENTOS ALTERNOS
Nombre Caso de Uso: Buscar Registro
Alias:
Actores: Usuario
Numero de línea Respuesta del sistema
Línea 5 No se digita ni se selecciona y se muestra
mensaje de sugerencia.
Línea 6 Si no hay datos disponibles se muestra
mensaje y reversa la operación
FORMATOS DE EVENTOS Nombre Caso
de Uso:
Realizar Cálculos, Subcasos Valores Promedio, Eficiencia ,
Valores máximos y mínimos, Borrar registros
Alias:
Actores: Usuario
Evento: Respuesta del sistema:
1. Selección
opción
Estadística
Datos Tablero
2. Capturar selección
3. Abrir Formulario Estadística
4.Oprimir 5.Mostrar Cuadro de selección y digito de valores
99
Datos Estándar
Estándar
5. Oprimir
Aceptar
6. Capturar selección
6.Oprimir
botón Realizar
Cálculos
7.Verifica contenido de las tablas implicadas en
operación
8. Realiza los cálculos Promedio por hora Motos hechas,
eficiencia por hora motos Hechas, Valore máximos y
mínimos de programadas día, hechas día, Promedio por
hora.
9. Actualizar Datos Tabla estadística
EVENTOS ALTERNOS
Nombre Caso
de Uso:
Introducir datos tablero
Alias:
Actores: Usuario
Numero de
línea
Respuesta del sistema
línea 5 Si los datos fueron erróneos se muestra mensaje y se
reversa operación
línea 6 Si las tablas alguna de las tablas solicitadas esta vacía se
muestra mensaje informativo sin realizar calculo alguno
100
5.1.1.4 Interfaz Grafica Del Software De Control Estadístico. La interfaz de
usuario en la primera ejecución del programa presenta un cuadro
mostrando el nombre completo del software representado en la Figura 17
mostrando los logos de las partes implicadas, es decir la parte académica
representada por la universidad Autónoma de occidente y la empresarial
por Honda, el comentario que se muestra en el cuadro, hace referencia al
uso que se hará de este, el cual deberá ser de uso netamente académico
y educativo, sin beneficio económico de ningún tipo.
Este letrero dispondrá de cinco segundos antes de desaparecer de la
pantalla.
Figura 17. Presentación del programa al ejecutarse
101
Mostrada la presentación del programa, aparecerá enseguida el cuadro
principal del software el cual consistirá de una representación del tablero
electrónico como lo ilustra la Figura 18, el cuadro quedara en espera de
que el usuario introduzca los datos que serán visualizados en el tablero,
estos datos serán escogidos por listas desplegables o digitando
simplemente un valor numérico, los datos mostrados corresponden a las
especificaciones mostradas en el desarrollo de este software, otra
característica importante es su menú que presenta todas las herramientas
necesarias para suplir las necesidades planteadas inicialmente.
Figura 18. Interfaz principal, Representación de tablero electrónico.
Los datos obtenidos se almacenaran en una tabla que contendrá todos los
datos requeridos por el usuario, esta tabla será mostrada mediante un
recuadro llamado seguimiento de producción. La Figura 19 muestra como
102
se mostrara el recuadro de datos principales. Esta interfaz ofrece la
posibilidad de organizar los datos según la programación diaria y según la
producción (en orden ascendente o descendente), tambien contiene su
ordenamiento por fecha y modelo.
Figura 19 Interfaz de datos principales.
Otra interfaz de usuario importante es la estadística, este software en su
primera versión, presenta los cálculos más importantes en cuanto a los
datos estadísticos, ya que en una posible actualización se podrían incluir
más cálculos y representaciones graficas de los datos como lo podrían ser
barras estadísticas o representaciones cartesianas. En el recuadro de la
Figura 20 se puede observar la información de manera de tabla en la que
se muestran los datos básicos: eficiencia, modelo y fecha a la que
pertenece el cálculo y dos recuadros para mostrar datos que recopilan
información general de los datos de la tabla eficiencia (Programación
103
Diaria) y los datos de la tabla de seguimiento y producción (Producción
real), cada uno de estos dos cuadros muestra valores máximos y mínimos,
el promedio de los datos y suma total de datos del registro. Este recuadro
también proporciona al usuario la posibilidad de introducir los datos de la
tabla estándares de una manera fácil y rápida, ofreciendo la posibilidad
de borrar los datos y de guardar automáticamente los datos que se
introducen.
Figura 20 Interfaz de los Cálculos Estadísticos.
Un elemento importante para la consulta es la búsqueda, esta debe
caracterizarse por tener una manera rápida de buscar los datos, este caso
en particular el usuario requirió una búsqueda basada en la fecha, en una
104
actualización posterior la consulta se extendería a datos como el modelo.
En la figura 21 e ilustra como se consigue una consulta de manera intuitiva
basándose en un calendario interactivo que permite realizar búsqueda de
fechas fácil y rápida.
Figura 21. Interfaz, Consultar Datos
5.1.2 Estación de Producción. Para la interfaz en la zona de ensamble se
elabora un tablero el cual tendrá una estructura básica hecha con piezas
fabricadas en aluminio y cuyas medidas se especifican en los anexos 6 -12
El tablero tiene una cavidad interna donde se posicionara el acrílico
central (figura 22) y en este se harán las perforaciones pertinentes para la
colocación de los leds formando así cada uno de los dígitos que
conformaran la totalidad de información que mostrara a la planta.
105
Figura 22. Acrílico central.
Este acrílico es de color negro y con un grosor de 5 mm ya que debe ser
muy resistente debido a las perforaciones que se le deben hacer. Sus
dimensiones exactas se muestran en el anexo 7.
De igual manera para proteger la parte interior del dispositivo se debe
instalar una lámina de acrílico de 4 mm de grosor y de un tono
perfectamente transparente. Véase figura 23. Plano con dimensiones
anexo 6.
106
Figura 23. Acrílico frontal
El tablero debe ir en sus partes lateral, superior e inferior con un elemento
plano el cual aparte de proteger sirve como elemento decorativo (figura
25), todas las partes del tablero se sujetaran por medio de tornillos y se
ubicara en planta con unos soportes (figura 24), hechos de aluminio pero
con un grosor mayor debido a la resistencia que deben tener para
soportar el peso del tablero.
107
Figura 24. Soportes
Dentro del habitáculo que conformara el tablero se ubicara toda la parte
electrónica que requieren los displays para su correcto funcionamiento,
incluyendo la fuente de voltaje. Por tal motivo la caja tendrá una
profundidad de 20 cm aproximadamente.
Figura 25. Laminas laterales
En general todo el tablero tendrá unas dimensiones de 3 mts de ancho, 1
metro de altura y 20 centímetros de profundidad como lo describen las
108
especificaciones finales del producto, estará colgado en la pared posterior
de la planta para permitir la visualización del personal de producción,
ingeniería y presidencia desde sus respectivos puestos.
Figura 26. Vista completa de tablero
Las demás partes que componen el proyecto están descritas en los demás
capítulos del informe, debido a que el proceso de producción en cuanto a
la parte de ensamble de piezas solo se concentra en la construcción del
tablero, las demás partes son la electrónica y la informática, ambas con su
correspondiente documentación. Igualmente en los anexos del informe se
encuentran todos los planos necesarios y las medidas correspondientes a
cada elemento como se ha ido mencionando a lo largo de este
subcapitulo.
109
5.1.3 Instrumentación. En esta sección se encontraran toda la
documentación requerida en cuanto a las conexiones electrónicas con las
que contara el sistema para su correcto funcionamiento.
5.1.3.1 Sistema De Comunicación Pc-Tablero Estándar Rs-485
Su uso tan popular en una gran cantidad de aplicaciones con RS-485 para
la transmisión de datos entre aparatos en sectores como: automoción,
informática, robótica, repetidores celulares, fabricantes de PLCs y
fabricantes de Sinópticos, avalan su elección.
Si se entienden los problemas que pueden surgir durante el diseño, el
proyecto puede llevar a una aplicación sin preocupaciones y puede
reducir el tiempo para su puesta en práctica, es decir, cualquier falla por
comunicación tendrá pronta y oportuna solución si los principios básicos
del funcionamiento de esta comunicación son entendidos correctamente,
la tabla 18 Ilustra los aspectos técnicos de este tipo de comunicación.
Ventajas Comunicación Rs-485
• La RS-485 es de bajo coste.
• Bidireccional, multi-punto.
• Interconexión con fuerte rechazo del ruido.
• Buena tasa y rapidez de transmisión de datos.
• Alta velocidad en la transmisión de datos.
• Un rango del modo común ancho.
110
Datos Técnicos Rs-485
Tabla18. Datos técnicos comunicación RS-485
ESPECIFICACIONES RS-485
Modo de trabajo Diferencial
Número Total de Emisores y Receptores en Una Línea
1 Emisor 32
Receptores
Máxima Longitud del Cable
4000 FT. (1.200
m.)
Velocidad Máxima de transmisión de Datos 10 Mb/s
Tensiones Máximas de Salida -7V a +12V
Nivel de la Señal de Salida (Carga
Min.) Con Carga +/-1.5V
Nivel de la Señal de Salida (Carga
Max.) Con Carga +/-6V
Resistencia de Carga (Ohms) 54
Max. Corriente en Estado Z Alto
Alimentación
conectada +/-100µA
Max. Corriente en Estado Z Alto
Alimentación
desconectada +/-100µA
Velocidad de Cambio (Max.) N/A
Tensiones de entrada del Receptor -7V a +12V
Sensibilidad de entrada del Receptor +/-200mV
Resistencia de entrada del Receptor (Ohms) >=12k min.
Fuente: La norma técnica RS-485 [en línea]: Datos Técnicos. Madrid:
Ingeniería de Sinópticos, 2002. [consultado el 22 de Marzo, 2006]. Disponible
por Internet: http://www.sinopticos.com/rs_485.html.
111
Por estas razones se ha elegido este protocolo en la comunicación PC-
Tablero,
5.1.3.2 Fase De Diseño Del Circuito Electrónico Del Tablero.
Tipo Iluminación Utilizado En El Tablero
Como ya se ha mencionado el tablero electrónico será un elemento de
ayuda visual al software de control estadístico de la línea de ensamble, lo
cual quiere decir que este dispositivo deberá ser visto por todo el personal
en esta planta, estas necesidades plantean la posibilidad de usar un
elemento que conforme los datos numéricos que se quieren dar a conocer
en el tablero con un elevado brillo, alta eficiencia lumínica, una elevada
vida útil y estándares de calidad de acuerdo a exigentes normas de nivel
mundial, estas características que describen perfectamente a los diodos
leds fueron fundamentales para esta elección, en comparación con otros
elementos, comencemos entonces por definir que es exactamente que es
un diodo led.
Los LEDs (diodos emisores de luz) son semiconductores encapsulados que
emiten luz cuando se les aplica una corriente eléctrica. Si el proceso le
parece sencillo, hay que tener en cuenta que esta tecnología requiere
una comprensión de la teoría atómica, la física del estado sólido, la
mecánica cuántica y cristalografía. Afortunadamente, los científicos no
son las únicas personas que pueden apreciar los progresos de la
tecnología.
Su bajo consumo comparado con otras fuentes de luz incluso inferior a las
lámparas de bajo consumo y tubos fluorescentes, lo posiciona dentro del
112
grupo de los productos ambientalmente amigables y ecológicos. Sumado
a todo esto nos encontramos con que su precio y disponibilidad en el
mercado lo hacen cada vez más asequible al público en general e
indicado para cada vez más aplicaciones de uso cotidiano e industrial en
el mundo del siglo XXI.
El tipo mas utilizado de leds diodo mas utilizado en carteles de información
es el led rojo, que se ha utilizado más convencionalmente. El led rojo
presenta en términos de frecuencia aproximadamente los 660nm (rojo),
como lo indica el diagrama de cromaticidad, véase anexo 2.
El tablero electrónico conformado en su totalidad por 39 números
desplegados en su superficie, mostraran los datos necesarios para esta
aplicación, los leds deberán estar en funcionamiento gran parte del día,
esto quiere decir que el circuito eléctrico deberá tener un diseño
técnicamente bien elaborado para evitar que los leds se recaliente
demasiado.
Es de notar que muy difícilmente un led se queme, si puede ocurrir que se
ponga en cortocircuito o que se abra como un fusible e incluso que
explote si se le hace circular una elevada corriente, pero en condiciones
normales de uso un led se degrada o sea que pierde luminosidad a una
taza del 5 % anual. Cuando el led ha perdido el 50% de su brillo inicial, se
dice que ha llegado al fin de su vida útil y eso es lo que queremos decir
cuando hablamos de vida de un led. Un rápido cálculo nos da que en un
año hay 8760 horas por lo que podemos considerar que un LED tiene una
vida útil de más de 10 años.
113
Diseño.
Para este proyecto donde se utilizaran muchos displays siete segmentos se
lo mas adecuado para su manejo será utilizando multiplexores ya que de
lo contrario se necesitaría un circuito relativamente complejo, con un
elevado numero de componentes e interconexiones por lo que su diseño lo
haría costoso.
En el caso de visualizadores con siete segmentos, el múltiplexaje se
realizaría conectando entre si entre si todos los segmentos
correspondientes y manejando cada display por turnos.
En la figura 27 se ilustra un circuito de interfaz adecuado para controlar el
visualizador o tablero en cuestión. Obsérvese que se utiliza un
decodificador 74ls48 para alimentar simultáneamente todos los segmentos
y dos decodificadores 74ls154 para seleccionar el display correspondiente
al digito que se desea visualizar en un momento dado. El PIC 16F877
suministra el código BCD de entrada al 78ls48 a través del puerto A y los
códigos de selección a través de las líneas D0 a D7. Para ilustrar el
funcionamiento y composición de cada uno de estos elementos
electrónicos se dispone de Para lograr un efecto sin parpadeos y con
buen brillo de los displays debe mostrarse cada uno el tiempo suficiente,
mínimo 60 veces en un segundo. El anexo 5 muestra el diagrama de flujo
del PIC.
Los datos técnicos están contenidos en el anexo 3.
114
Figura 27. Conexión electrónica del Pic.
115
Figura 28. Conexión electrónica de los displays
116
Figura 29. Plano electrónico completo del tablero
117
6. PRESUPUESTO DETALLADO
6.1 CANTIDAD DE MATERIALES
La tabla 19 menciona los materiales necesarios, las cantidades y sus
respectivas dimensiones para la elaboración total del sistema.
Tabla 19. Cantidad elementos para el sistema
ELEMENTOS NECESARIOS PARA EL SISTEMA
(PARTE ELECTRONICA)
ELEMENTO DIEMENSIONES/TIPO CANTIDAD
Microcontrolador Pic 16F877-20 5Fuente Variable 30 V - 3 Amp 3Programador Pics 2Regleta 7 Leds 1232Circuito integrado 74LS48 50Circuito integrado MAX 485 5Circuito integrado 74LS153 20Transistor 2N3904 60Resistencias 1/2 W – 220 ohm 2000Resistencias 1/2 W - 10 K 2000Resistencias 1/2 W – 1 K 2000Cristal 4 Mhz 20Condensador 15 - 30 pf 50Pulsador tipo puntilla 2
118
Conector RS485 DB9 (Macho) 5Conector RS485 DB9 (Hembra) 5Pulsador Normalmente abierto 2Base para Pic 40 Pines 5Cable UTP Blindado 300 mts
ELEMENTOS NECESARIOS PARA EL SISTEMA
(PARTE MECANICA)
Lamina acrilica, color
cristal 1,25*3 mts 1
Lamina acrilica, color
negro 1,25*3 mts 1
f 06 nat 3A 61 nat 1/2*1/2 3Lamina lisa 0,30 4 mtsA II yf 1/8*1 3Ron pop 6-4 2N 200Brocas 3/16 A12 2
6.2 COSTO DE MATERIALES
De los materiales descritos anteriormente se especifican los costos de cada
uno de ellos (tabla 20), con los que se puede ya obtener un presupuesto
mucho más exacto del proyecto.
119
Tabla 20. Costo de los materiales
ELEMENTOS NECESARIOS PARA EL SISTEMA
(PARTE ELECTRONICA)
ELEMENTO V. UNITARIO V. TOTAL
Microcontrolador Pic 16F877-20 $ 25.000 $ 125.000 Fuente Variable 30 V - 3 Amp $ 150.000 $ 450.000 Programador Pics $ 55.000 $ 110.000 Regleta 7 Leds $ 800 $ 985.600 Ci 74LS48 $ 3.500 $ 175.000 Ci MAX 485 $ 8.700 $ 43.500 Ci 74LS153 $ 1.000 $ 20.000 Transistor 2N3904 $ 200 $ 12.000 Resistencias 1/2 W - 220 ohm $ 25 $ 50.000 Resistencias 1/2 W - 10 K $ 25 $ 50.000 Resistencias 1/2 W - 1 K $ 25 $ 50.000 Cristal 4 Mhz $ 800 $ 16.000 Condensador 15 - 30 pf $ 100 $ 5.000 Pulsador tipo puntilla $ 1.650 $ 3.300 Conector RS485 - DB9 (Macho) $ 550 $ 2.750 Conector RS485 - DB9 (Hembra) $ 550 $ 2.750 Pulsador normalmente abierto $ 1.200 $ 2.400 Base para Pic 40 Pines $ 2.000 $ 10.000 Cable UTP $ 1.313 $ 456.750
ELEMENTOS NECESARIOS PARA EL SISTEMA
(PARTE MECANICA)
Lamina acrilica 1,25*3 mts, color cristal $ 364.267 $ 364.267 Lamina acrilica 1,25*3 mts, color negro $ 320.555 $ 320.555 f 06 nat $ 89.523 A 61 nat 1/2*1/2 $ 14.808 Lamina lisa 0,30 $ 36.800 A II yf 1/8*1 $ 66.300 Ron pop 6-4 2N $ 35 $ 7.000 Brocas 3/16 A12 $ 1.060 $ 2.120
TOTAL $ 3.471.423
120
Este seria el presupuesto en cuanto a materiales.
6.3 COSTO DE DISEÑO Y DESARROLLO
A continuación se especificaran los costos de diseño y desarrollo a tener en
cuenta para finalmente establecer un presupuesto final del sistema, vale la
pena aclarar que el presupuesto obtenido en la etapa de selección de
alternativas describe el costo de materiales y equipos necesarios para la
elaboración del sistema sin tomar los costos de ingeniería, debido a que la
metodología aplicada se centra en satisfacer las necesidades del cliente
sin especificar el como.
Tabla 21. Costo de ingeniería
CONCEPTO CANTIDAD V. UNITARIO V. TOTAL
Transporte 1600 viajes $ 1.200 $ 1.920.000 Papel 2 resmas $ 9.000 $ 18.000
Lapicero 4unidades $ 800 $ 3.200 Disket’s 1 caja $8.000 $8.000
Fotocopias 150 unidades $ 80 $ 18.400 TOTAL $ 1.196.760
La totalidad de estos costos serán asumidos por Fanalca S.A.
121
7. PLANOS
Para dar claridad a los planos elaborados en este capitulo, se presenta a
continuación la tabla 30 donde se resumen los planos del proyecto con su
respectiva numeración y descripción.
Tabla 22. Descripción de planos del proyecto.
PLANOS Descripción Número
Acrílico frontal 01 Acrílico central 02 Borde horizontal 03 Borde vertical 04
Soportes 05 Varilla (horizontal) estructura 06
Varilla (lateral) estructura 07
122
PLANO 1. Acrílico Frontal
123
PLANO 2. Acrílico Central
124
PLANO 3. Borde Horizontal
125
PLANO 4. Borde Vertical
126
PLANO 5. Soportes
127
PLANO 6. Varilla (Horizontal) Estructura
128
PLANO 7. Varilla (Lateral) Estructura
129
8. CONCLUSIONES
• El sistema finalmente esta compuesto de un software con una base
de datos para consultas, reportes y cálculos requeridos por los
ingenieros a cargo y finalmente el sensor que contara las motos en la
línea de ensamble.
• El manual de usuario permite orientar al personal de mantenimiento
y operación en el funcionamiento del software de manera tal que
cuando se les presente alguna anomalía, la puedan solucionar de
manera eficiente e igualmente logren un manejo correcto y
efectivo.
• Las necesidades más relevantes del sistema desarrollado fueron las
relacionadas con la visualización del proceso de ensamble en
planta, por lo que fue uno de los puntos más importantes en los que
se ha enfocado el grupo de diseño.
• Por medio de la estación de ingeniería desarrollada se permite por
parte del usuario el envió de datos al tablero electrónico que
informara a la planta en cualquier instante.
• El manual de usuario y técnico permite orientar al personal de
mantenimiento y operación en el funcionamiento del tablero
electrónico de manera tal que les permite solucionar cualquier
problema de manera rápida logrando un correcto funcionamiento.
130
• Se determinó la funcionalidad del tablero en cuanto al proceso
debido a que la información de las proyecciones requeridas serán
informadas de manera constante a todo el personal del
departamento de ensamble.
• El método aplicado en el diseño ha permitido realizar un sistema que
satisface las necesidades planteadas por el cliente e igualmente
cumple con la identidad corporativa de la empresa para permitir su
implementación.
• Se elaboro el presente informe con el fin de mostrar todo el proceso
de diseño y de la misma manera consignar datos relevantes para el
correcto funcionamiento de todas las partes que componen el
sistema, incluyendo todos los planos en cuanto a estructuras y
ensamble.
• El formato IFAC que se anexa contiene un resumen de todo el
informe de manera mucho más general en cuanto al trabajo de
diseño del grupo de desarrollo.
• Con el desarrollo de la ingeniería de detalle se pudo especificar las
características técnicas de cada uno de los subsistemas en que se
dividió el problema planteado. Esto permitió obtener un panorama
mucho más amplio y concreto del proyecto, de manera tal que
permitiera tanto a los autores del trabajo como a la empresa de
FANALCA, estimar los alcances del mismo.
131
BIBLIOGRAFIA
Electronica Digital I [en línea]: circuitos lógicos combinatorios. Bogotá: Universidad Nacional de Colombia, 2005. [consultado el 21 de Marzo, 2006]. Disponible por Internet: http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/2000477/lecciones/030501.htm. Etapa de Análisis: UML [Diapositiva]. Santiago de Cali: Sandra Ma. Gómez Canaval, 2002. [37 Diapositivas]. Honda [en línea]: nuestra compañía. Santiago de Cali: Honda, 2006. [consultado el 24 de Marzo, 2006]. Disponible por Internet: http://www.honda.com.co/scripts/nuestra_compania_m.php#htm. La norma técnica RS-485 [en línea]: Datos Técnicos. Madrid: Ingeniería de Sinópticos, 2002. [consultado el 22 de Marzo, 2006] Disponible por Internet: http://www.sinopticos.com/rs_485.html. LEDucacion [en línea]: información sobre leds, historia y tecnologías. La plata, 2006. [consultado el 21 de Marzo, 2006]. Disponible por Internet: www.dbup.com.ar/carteles_led_fijos.htm. Letreros luminosos [en línea]: el mundo cambiante de los letreros luminosos. Ciudad de México: Image World©. 2000. [consultado el 21 de Marzo, 2006]. Disponible por Internet: www.graficosdehoy.com. SQL [en línea]: sentencias SQL en Visual Basic. Buenos Aires: Ing. Antonini Sergio, 1997. [consultado el 22 de Noviembre, 2005]. Disponible por Internet: www.monografias.com/trabajos7/sql/sql.sthml#que. Tutorial red [en línea]: Tercera parte. Madrid: Reproducción del Cuaderno Técnico No. 147 de Schneider Electric, 2005. [consultado el 25 de Noviembre, 2005]. Disponible por Internet: http://www.automatas/redes/tutorial_red_1.htm.
132
UML [en línea]: ejemplo sencillo sobre Modelado de un Proyecto. Bogotá: Luis Armando Canchala Fernández, 2006. [consultado el 02 de Marzo de 2006]. Disponible en Internet: http://www.microsoft.com/spanish/msdn/comunidad/mtj.net/voices/MTJ_2295.asp#M4 ULRICH, Karl T, Product design and Development. 2 ed. Boston: Mc Graw Hill, 2000. 351 p. VILLALOBOS, Jorge A. Diseño y Manejo de Estructuras de Datos en C. Bogotá: Mc Graw Hill, 1996. 392 p.
133
ANEXOS
ANEXO 1. CONVERSIONES DECIMALES
Conversión de dígitos de decimal a BCD, Exceso 3, 84-2-1, 2421, Biguinario.
Digito Decimal
BCD 8421 Exceso a 3 84-2-1 2421 (Biguinario) 5043210
0 0 11 0 0 1000011 1 100 111 1 1000102 10 101 110 10 1001003 11 110 101 11 1010004 100 111 100 100 1100005 101 1000 1011 1011 10000016 110 1001 1010 1100 10000107 111 1010 1001 1101 10001008 1000 1011 1000 1110 10010009 1001 1100 1111 1111 1010000
134
ANEXO 2. DIAGRAMA DE CROMATICIDAD Cada color se puede expresar por sus coordenadas X e Y. Lo colores puros
o saturados se encuentran en el exterior del triangulo y a medida que nos
acercamos a su centro el color tiende al blanco. El centro de la zona
blanca es el blanco puro y suele expresarse por medio de la temperatura
de color, en grados Kelvin, de un cuerpo negro. Simplificando podemos
decir que un cuerpo negro al calentarse empieza a emitir ondas infrarrojas,
al subir la temperatura empieza a tomar un color rojizo, esto es en los 770
nm, al seguir elevándose la temperatura, el color se torna anaranjado,
amarillento y finalmente blanco, describiendo una parábola desde el
extremo inferior derecho hacia el centro del triangulo. Por lo tanto cada
color por donde pasa dicha parábola puede ser representado por una
temperatura equivalente.
135
ANEXO 3. DATASHEET DE LOS COMPONENTES ELCTRONICOS DEL TABLEO PIC 16F877
El PIC 16F877 pertenece a una gran familia de microcontroladores de 8 bits
(bus de datos) que tienen las siguientes características generales que los
distinguen de otras familias:
- Arquitectura Harvard.
- Tecnología RISC.
- Tecnología CMOS.
136
DM74LS48
Decodificador BCD A 7-Segmentos El 74LS48 convierte cuatro líneas de entrada BCD a un código numérico 7-
segmentos con siete correspondientes resistencias pull-up. Estas salidas son
señales lógicas con salida en ALTO correspondiente a cada segmento a
ser iluminado o proveyendo 1.3mA para la base de un transistor npn.
137
Designación numérica para mostrar el resultado 74LS48
138
DM74LS154
4-LINEAS A 16-LINEAS DECODIFICADOR DEMULTIPLEXOR
Cada una de estas 4-líneas-a-16-líneas utiliza circuito TTL para decodificar
cuatro entradas binarias codificadas en una de dieciséis salidas cuando las
entradas estrobe G1, y G2 están en bajo.
Características:
• Decodifica 4 entradas binarias a una de 16 exclusivas salidas.
• Dispersión típica de energía 45mW
139
Entradas salidas del Demultiplexor 74LS154
140
ANEXO 4. DIAGRAMA DE FLUJO DEL PIC
CONFIGURAR PUERTOS
CONFIGURACIÓN RS-232
PROGRAMAR INTERRUPCIONES
CONFIGURAR PUERTOS
ESPERAR COMUNICACIÓN
RS-232
ENVIAR DATOS AL CONVERSOR BCD
¿ES INTERRUPCIÓN?
ENVIAR DATO AL PC VIA RS-232
CARGAR DATOS EN REGISTROS
ENVIAR DATO AL MULTIPLEXOR
REALIZAR SUMA EN REGISTROS
ENVIAR DATOS AL CONVERSOR BCD
ENVIAR DATO AL MULTIPLEXOR
INICIO INT
RETORNAR
141
ANEXO 5. FORMATO IFAC DEL INFORME CONTROL ESTADISTICO LINEA DE ENSAMBLE MOTOS HONDA
Gerardo Grajales González Facultad de Ingeniería, Depto. de Ingeniería Mecatrónica
Universidad Autónoma de Occidente Calle 25 N 115-85 Km. 2, vía a jamundi. Cali, Colombia
Reinaldo Santos Martínez Facultad de Ingeniería, Depto. de Ingeniería Mecatrónica
Universidad Autónoma de Occidente Calle 25 N 115-85 Km. 2, vía a jamundi. Cali, Colombia
Resumen: Este documento presenta el desarrollo del proceso de automatización del control estadístico en línea de ensamble Honda, usando la metodología del desarrollo concurrente y estructurado se establecerán las fases de planeación, diseño, selección y desarrollo, las cuales permitirán obtener un sistema que satisficiera las necesidades del cliente y los requerimientos del proceso.
Palabras claves: Visual Basic, Transmisión RS 485, Base de Datos, PIC, Línea de ensamble, Solid Edge, Tablero electrónico.
1 INTRODUCCION
A continuación se presenta el diseño de la autonomización de la línea de ensamble de motos honda mediante un software realizado en Visual Basic el cual se comunicara vía RS-485 a un tablero electrónico el que se utilizara para dar apoyo visual de la producción de motos. Se utilizara un sensor en al final de la línea de ensamble para contar las unidades ensambladas, este sensor se comunicara directamente con un PIC que enviara la información al sistema, el microcontrolador también recibirá los datos que el usuario digite para el tablero electrónico y los mostrara en él, para facilidad el usuario contara en el sistema con una interfase que presenta la misma apariencia que el tablero real. El software recibirá la señal del sensor para llevar el conteo de las motos en una base de datos realizando cálculos estadísticos basándose en la información recibida de la línea y los datos recibidos desde la interfase del programa.
La información obtenida será almacenada en una base de datos la cual los distribuirá en varias tablas (tabla Tablero, tabla Estándares, tabla Conteo y tabla Eficiencia) todas ellas dispondrán de los datos para el usuario en cualquier momento.
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La línea de ensamble se encuentra trabajando de una manera manual en el control estadístico en la producción, el sistema planteado es básicamente mejorar el rendimiento en la planta de ensamble, sabiendo con precisión cuantas motos se llevan armadas en cualquier instante de tiempo para detectar problemas y corregirlos a tiempo, por otra parte se busca eliminar el papeleo llevado según el conteo de las motos, el software que se implementaría se basaría en los sensores puestos en la línea de ensamble para ir llevando la cuenta diaria y mensual de la producción, además de ir pasando información al tablero que seria el medio visual con el cual toda la planta se daría cuenta de cuantas motos se llevaría asta ese momento.
142
En este momento no se cuenta con un indicador con estas características por lo tanto si la producción no marcha de manera correcta los ingenieros no se dan cuenta y muchas veces la producción se atrasa y por lo tanto la empresa comienza a perder por eso uno de los principales objetivos que persigue la empresa es la de reducir costos por no corregir a tiempo que la línea de ensamble funcione adecuadamente.
3. SELECCIÓN DE LA ALTERNATIVA DE AUTOMATIZACION MEDIANTE LA
METODOLOGIA DE DISEÑO CONCURRENTE.
Para llevar a cabo el proceso de selección de la alternativa más adecuada, se procederá a aplicar una metodología de diseño y desarrollo estructurado y concurrente ya que mediante esta metodología se obtendrá las siguientes ventajas: • Aseguramiento de la calidad: Al establecer
adecuadamente etapas y puntos de chequeo se puede asegurar la calidad final del producto o proceso.
• Coordinación: El proceso diseñado actúa como
plan maestro que define las funciones de cada miembro del equipo de trabajo.
• Planificación: los puntos de verificación guían el proceso anclándolos en determinados momentos claves. • Dirección: Comparando los avances con lo planificado se pueden identificar áreas especificas. • Mejoras: la documentación y organización contribuyen a encontrar oportunidades de mejoras. Como ventaja adicional, mediante esta metodología se aborda el problema planteado de una manera estructurada dando soluciones para problemas similares en cualquier línea de ensamble de productos en general. El proceso de desarrollo se llevara a cabo mediante la realización de las siguientes fases:
Planificación. Desarrollo conceptual. Diseño a nivel de sistema. Diseño detallado. Prueba y refinamiento.
3.1 Planificación. La actividad de planeación es generalmente referida como la etapa cero del proceso de desarrollo. Esta fase inicia con una estrategia corporativa para establecer lo que se pretende con el desarrollo de este proyecto. Como el proyecto que se realizará es diseñar un sistema de control estadístico para el proceso de ensamble, en la fase de planeación se establecerá los alcances del proyecto dentro de los objetivos corporativos de la empresa. Como resultado de esta etapa se establecerá el planteamiento de la misión del proyecto. 3.2 Desarrollo conceptual. En la fase del desarrollo conceptual los requerimientos y necesidades del producto son identificadas, conceptos que dan solución al problema son generados y evaluados y uno o más conceptos son seleccionados para ser desarrollados y probados en etapas finales. El proceso que se llevara a cabo par desarrollar esta fase se ilustra en la figura 1.
Figura 1. Fases del desarrollo conceptual
Como se puede observar el proceso que se llevará a cabo será el de identificar las necesidades del cliente. Posteriormente, se procederá a establecer las especificaciones preliminares que sentarán las bases para la generación de los conceptos. Una vez se hayan generado algunos conceptos, éstos pasarán a una etapa en la cual se seleccionarán uno o más conceptos, los cuales serán puestos a prueba. Una vez probados se volverá a revisar los
143
conceptos seleccionados y se darán las especificaciones finales que el producto tendrá. Cabe notar que la metodología de desarrollo estructurado y concurrente que se está implementando permite hacer una realimentación en cualquier etapa del proceso. De esta manera se pueden corregir errores e incorporar nuevas ideas para un mejoramiento continuo del proceso a fin de llegar a la mejor alternativa.
PLANTEAMIENTO DEL CLIENTE Deseo conocer el proceso de ensamble en cualquier instante
sin necesidad de convocar reunión.
Necesito que todo el personal en planta se entere de cómo va
el proceso.
Quiero que se lleve el registro de motos ensambladas.
Los operarios deben conocer la meta del día.
Los operarios deben conocer la meta del mes.
El personal debe conocer la diferencia entre la cantidad de
motos programadas y las hechas
Los operarios deben tener presente la hora de inicio de la
jornada.
Los operarios deben tener presente la hora final de la jornada.
Deseo que se muestre la fecha en el tablero.
Como obtengo datos de eficiencia.
Yo no quiero tener una cantidad infinita de tablas.
No quiero ingresar datos en el computador y el tablero por
aparte.
Como conozco todos los datos anteriores.
Todos los datos los necesito en el sistema.
Deseamos mejorar la apariencia física de la planta.
No contamos con un presupuesto muy elevado.
Queremos que el mantenimiento y las posibles reparaciones
puedan ser realizados por nuestro personal.
No quiero que el sistema tenga problemas en un futuro debido
al ambiente.
Quiero cuidarme en el gasto de energía.
Figura 2. Necesidades del cliente
Figura 3. Evaluación de satisfacción de las necesidades en otros sistemas similares. (benchmarking) Especificaciones preliminares. Las especificaciones proveen una descripción precisa de lo que el producto hace, son una traducción de las necesidades del cliente en términos técnicos. Estas especificaciones están constituidas por una métrica y unos valores ideales y marginales. Generación de conceptos. En esta fase se generan conceptos que den solución al problema planteado. El proceso consta de las siguientes fases:
• Búsqueda externa e interna • Exploración sistematizada.
El problema es analizado como una caja negra que permite ver el problema como un conjunto de entradas y salidas. Para el caso del control estadístico de ensamble las entradas al proceso son las motos como material, energía que permite que el proceso se realice y señales de mando y control principalmente del software.
144
Figura 4 Caja negra.
Figura 5. Descomposición funcional Una vez establecida la ruta critica, se realiza el proceso de generación de soluciones a cada uno de los subproblemas de la ruta crítica. Posteriormente se realizan combinaciones con cada uno de las alternativas de solución de las subfunciones. Esto se hace mediante la tabla de combinación de conceptos:
Figura 6. Tabla de combinación de conceptos. Se observa las posibles combinaciones que se han tenido ha consideración y de los cuales se pueden obtener una cantidad de conceptos dada por el producto de los diferentes ítems seleccionados.
4 x 5 x 5 = 100 Conceptos.
De estos 100 conceptos posibles se han estudiado 4, a los cuales se les evaluará su viabilidad y de donde finalmente se tendrá el concepto final que dará solución al problema y suplirá las especificaciones preliminares obtenidas anteriormente. Concepto seleccionado. En esta sección se evalúan los conceptos generados en la fase anterior con el objetivo de seleccionar el más apropiado.
Figura 7. Concepto seleccionado
El concepto seleccionado consta de las siguientes características: • El sistema cuenta con un tablero electrónico numérico que dispondrá de la información básica y necesaria para informarse del estado actual del proceso de ensamble de las unidades terminadas, motos ensambladas por día, motos programadas por día, diferencia por día de las motos ensambladas, motos programadas por mes, diferencia por mes de las motos, total motos ensambladas hasta ese momento, fecha y hora actual del sistema, el tablero cuenta con un sistema totalmente computarizado, es decir, el sistema es controlado por un PC y un microcontrolador el cual recibirá los datos trasferidos desde el computador y los distribuirá a los dígitos. Todos los dígitos del tablero dispondrán de doble línea de leds para mayor visibilidad y brillo, esto se logra con leds ultra brillantes que tienen gran luminosidad con bajo consumo. El software dispuesto en el PC esta especialmente diseñado para transferir datos al tablero mediante un protocolo de comunicación RS-485, teniendo como interfaz de usuario la simulación del tablero
145
mismo, el programa cuenta a demás con el manejo de base de datos la cual llevara un registro de todas la motos ensambladas en la línea, teniendo también la opción de realizar cálculos estadísticos muy importantes para los ingenieros de la planta como los datos que son introducidos al tablero diariamente y la eficiencia en la producción, la visualización del programa dispuesto de forma amigable al usuario proporciona las herramientas necesaria para realizar consultas y organizar los datos de manera sencilla e intuitiva. Debe destacarse a demás que el tablero presenta un diseño modular de las distintas partes internas que lo componen con esto se logra facilidad de reparación, ya que sus accesorios son de fácil consecución en el mercado regional.
Figura 8. Interfaz de usuario del software.
Figura 9. Contenido de los datos de la producción.
Figura 10. Vista principal del tablero El tablero principal esta hecho de aluminio en su estructura principal y cubiertas y de acrílico para sostener los lesd. 3.3 Diseño a nivel del sistema y diseño detallado. Una vez seleccionado el concepto, las fases que siguen están encaminadas hacia el desarrollo de la ingeniería de detalle. 3.4 Prueba del concepto .En esta fase del desarrollo concurrente, el concepto seleccionado es puesto a pruebas con el fin de obtener información sobre posibles mejoras si es el caso, o si no, de certificar la selección del concepto.
4. CONCLUSIONES
Con la aplicación de la metodología del desarrollo concurrente se obtuvo un diseño que cumpliera con las necesidades del cliente y con los intereses corporativos de la empresa. Además, de ser un diseño que se puede implementar en cualquier otra línea de ensamble con características similares, como por ejemplo la fase de calidad de las mismas motos. El sistema finalmente esta compuesto por tres partes fundamentales como lo son el tablero electrónico, el cual comunica el proceso a la planta, un software con base de datos para consultas, reportes y un PIC que comunicara el sensor y el tablero con el PC.
146
REFERENCIAS
[1] Enríquez, Gilberto. El ABC de las Instalaciones Eléctricas Industriales. Profesor Titular de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (IPN). Limusa, 1987. [2] Etapa de Análisis: UML, Sandra Ma. Gómez Canaval Agosto 21 de 2002 [37 Diapositivas]
[3] El lenguaje unificado de Modelado,Addison wesley, Grady Booch,James Rumbaugh, Ivar Jacobson (Guia basica de UML, como libro de referencia, pesadillo de leer). [4] Piedrahita, Moreno. Ingeniería de la automatización industrial. Alfa omega, 2001. Madrid España.
147
ANEXO 6. MANUAL DE USUARIO
MANUAL DE USUARIO
SISTEMA DE CONTROL ESTADISTICO LINEA DE
ENSAMBLE HONDA V 1.0
Autores:
GERARDO GRAJALES GONZALEZ
REYNALDO SANTOS MARTINEZ
FACULTAD DE INGENIERIA MECATRONICA
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE
2006
148
TABLA DE CONTENIDO
Pág.
1. MANUAL DE USUARIO SOFTWARE DE CONTROL ESTADÍSTICO 3
1.1 Notas sobre los Derechos de Autor 4
1.2 Requisitos del Sistema 4
1.3 Instalación de la Aplicación 4
1.4 Ingreso a la aplicación 5
1.4.1 Inicio Aplicación 5
1.5 Menú principal 6
1.5.1Archivo 8
1.5.2 Consulta 8
1.5.3 Ayuda 9
1.6 Buscar Datos 9
1.7 Estadística 10
1.8 Producción diaria 11
149
1. MANUAL DE USUARIO SOFTWARE DE CONTROL ESTADÍSTICO
Se presenta a continuación una breve explicación de las funciones
contenidas en el Software de Control Estadístico, esta aplicación será el
pilar fundamental en el funcionamiento del sistema integrado junto con el
tablero electrónico, el software esta diseñado para facilitar al máximo su
interacción con el usuario, ya que esta hecho en Visual Basic 6.0, el usuario
podrá interactuar con el programa principalmente con el Mouse y algunas
veces digitando datos.
-3-
150
1.1 Nota Sobre Los Derechos De Autor
El uso de este software esta limitado únicamente con fines académicos y
educativos, conforme a la licencia asociada, estará prohibido su uso
comercial de ningún tipo incluyendo sin limitaciones consultarías
remuneradas, el desarrollo de software para vender o el procesamiento de
información a terceros con remuneración económica. El grupo de trabajo
se reserva el derecho de realizar cambios en el software con el objetivo de
mejorarlo en cualquier momento.
1.2 Requisitos Del Sistema
+ La aplicación requiere un PC con mínimo 128 MB de RAM, 8 GB
de Disco Duro, sistema operativo Windows.
+ Un puerto serial disponible para la conexión con el tablero
electrónico.
+ Unidad de disco CD-ROM, minino 8 revoluciones.
+ Mouse u otro puntero compatible con Windows.
1.3 Instalación De La Aplicación.
La instalación se hará de manera fácil, el icono setup dará inicio al
proceso de instalación, el usuario deberá seguir el procedimiento según la
secuencia de instalación.
-4-
151
1.4 Ingreso a la Aplicación.
Desde la barra de tareas de Windows seleccione el comando Inicio, luego
desde el grupo programas seleccione el ítem Control Estadístico, una vez
hechas las selecciones se activa la aplicación.
Importante
a) Esta aplicación ha sido desarrollada para trabajar bajo ambiente
Windows, por lo cual los usuarios sistema deben estar familiarizados con
este ambiente de trabajo y conocer aspectos básicos como:
· Uso del Mouse
· Manejo de ventanas (abrir, cerrar, minimizar, maximizar, moverlas con el
Mouse, etc.)
· Uso de botones
· Desplazamiento de datos dentro de una ventana, utilizando barras de
avance horizontal y vertical
b) La Configuración Regional indica al sistema, cuáles son los parámetros
que se deben utilizar para darle formato a los números, fecha y hora del
computador, la Aplicación Control Estadístico requiere que la
configuración regional de Windows se encuentre configurado con los la
fecha y hora de acuerdo a la realidad.
1.4.1 Inicio Aplicación Al iniciar el sistema se presenta una pantalla con los
logos de la empresa (Honda) y la universidad (Autónoma de Occidente),
-5-
152
acompañados de algunas vistas de honda y un aviso de legalidad para
usar esta aplicación, este cuadro será visible durante cinco segundos. A
continuación se muestra detalladamente esta presentación:
Fig. 1 Presentación inicial del software
1.5 Menú principal
Este menú contiene 3 opciones básicas archivo, consultas y ayudas. Este
modulo también contiene la representación grafica del tablero, esta
simulación interactiva permite al usuario introducir datos que serán
visualizados en el tablero real, los datos serán escogidos por medio de una
lista desplegables, estos datos incluyen información de los modelo y la
selección de la hora inicial de jornada y la hora final de jornada. Las motos
programadas serán digitadas ya que este será un número entero
cualquiera. El botón Aceptar será el encargado de registrar los datos en la
base de datos y de enviar los datos vía RS-485 al tablero. En la figura que se
muestra a continuación se muestra las opciones descritas:
-6-
153
Fig 2. Menú Principal de la aplicación.
Al oprimir en el botón Acepta aparecerá un cuadro de confirmación de
datos, como se muestra a continuación:
Fig 3. Confirmación de datos.
-7-
154
Las opciones del menú principal serán explicadas detalladamente a
continuación:
1.5.1Archivo Esta opción del menú solo mostrara cerrar (ctrl.+c).
1.5.2 Consulta Esta será la opción más importante del menú las opciones
mostradas para este serán: Producción diaria, Buscar Datos y Estadística,
cada una de ella abrirá una interfaz de usuario, estas opciones será
explicadas en detalle mas adelante, por ahora solo se describirán
generalmente.
A continuación se presentan las opciones desplegadas en este menú:
Fig. 4 Ítems del menú principal.
• Buscar Datos Esta opción permite a los usuarios localizar datos de
manera rápida y fácil por medio de fechas.
• Estadística Desplegara un cuadro con las opciones para realizar
cálculos estadísticos.
-8-
155
• Producción diaria Esta interfaz contendrá la información general que
se guardara diariamente.
1.5.3 Ayuda este ítem presentara solo un recuadro (Acerca de…) con la
información general del software incluyendo la versión y los autores, la
opción aceptar hará desaparecer y el de info. del sistema… sacara toda
la información del PC utilizado, el cuadro es presentado a continuación.
Fig. 5 Cuadro Acerca de….
1.6 Buscar Datos
Esta interfaz ayuda al usuario a ubicar datos de manera rápida y fácil, la
figura que se muestra a continuación ilustra esta acción:
-9-
156
Fig. 6 Buscar Datos
La consulta se hará eligiendo una fecha en el calendario interactivo, luego
se hará clic en buscar, se mostrara todos los datos de la producción diaria
correspondientes a la fecha de búsqueda, si esa fecha no corresponde a
ninguna fecha es la base de datos aparecerá un recuadro con un
mensaje, estos datos serán explicados mas adelante.
1.7 Estadística
La estadística de este programa comprende cálculos básicos con los
datos de la producción diaria, siendo el más importante el cálculo de la
eficiencia, este cálculo se basa en la siguiente formula:
Promedio hora Estándar: Promedio por hora según las motos ensambladas.
Producción Estándar: Producción esperada según los datos suministrados
en la tabla Estándares.
-10-
100Pr
tan PrEnsamble hora Pr×
−=
EsandaroducciondarEsoduccionomedioEficiencia
157
El botón Ingresar datos dará acceso a los datos que el usuario necesite,
entre las opciones de este están borrar datos y aceptar.
Esta interfaz también presenta dos cuadros Programación diaria y
Producción real los cuales mostraran datos generales de la tabla de datos
Producción diaria (promedio, valor máximo, valor mino, total de datos), los
cálculos se basaran en los campos Programadas día y Ensambladas día.
Fig. 7 Interfaz Estadística
1.8 Producción diaria
Como se ha mencionado este cuadro presenta la infamación diaria del
proceso de producción, la interfaz incluye un menú con variadas opciones
-11-
158
y una tabla que contendrá los datos (tipo base de datos), el contenido
presenta los siguientes datos:
• N: Representa el orden de los registros, este será llenado de forma
automática, su formato será Auto numérico, en este dato no se
recomienda su manipulación por parte del usuario ya que podría
generar conflictos en el sistema.
• Fecha: Representa la fecha en la que se introdujeron los datos, este
dato será incluido en la tabla de forma automática, el formato de
este dato será Fecha/Hora.
• Modelo: Será seleccionado desde el Menú principal del cuadro
Comunicación Serial (Simulación del tablero), indica el modelo que
se estará ensamblado en ese momento, su formato será Texto
• Programadas día: Este dato hace parte de los que se introduce en el
Menú principal del cuadro Comunicación Serial (Simulación del
tablero), su formato será Número entero.
• Diferencia día:
• Hora Inicio: Este dato hace parte de los que se introduce en el Menú
principal del cuadro Comunicación Serial (Simulación del tablero),
indica la hora programada para iniciar la jornada laboral en la línea
de ensamble, su formato será Fecha/Hora.
• Hora Final: Este dato hace parte de los que se introduce en el Menú
principal del cuadro Comunicación Serial (Simulación del tablero),
indica la hora programada para finalizar la jornada laboral en la
línea de ensamble, su formato será Fecha/Hora.
-12-
159
• Acumuladas día: Será el dato proveniente del sensor al indicar que
una moto ha sido ensamblada y bajada de la línea de producción,
su formato será número entero.
• Promedio Programadas: Será el promedio por hora de la motos
ensambladas según las motos programadas.
• Promedio ensambladas: Será el promedio por hora de las motos
ensambladas.
Fig. 8 Producción diaria
-13-
160
ANEXO 7. MANUAL Técnico del Tablero electrónico y de Programador
Manual Técnico del Tablero y de
Programador
SISTEMA DE CONTROL ESTADISTICO LINEA DE
ENSAMBLE HONDA V 1.0
Autores:
GERARDO GRAJALES GONZALEZ
REYNALDO SANTOS MARTINEZ
FACULTAD DE INGENIERIA MECATRONICA
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE
2006
161
TABLA DE CONTENIDO
Pág.
1. MANUAL DE PROGRAMADOR 3
2. MANUAL DE TECNICO DEL TABLERO ELECTRONICO 8
2.1 Elementos que lo componen 8
2.1.1 Descripción del sistema 8
162
1 MANUAL DE PROGRAMADOR
Este ítem representara solo los aspectos básicos del proceso de desarrollo
del software, el método utilizado para este desarrollo fue UML en el cual se
tomaron algunos modelos para representar lo que se quería lograr con el
software.
Requerimientos Funcionales:
Lectura / Almacenamiento
El sistema estar en capacidad de:
R1 Leer y almacenar los siguientes datos digitados al tablero electrónico
tabla tablero (Fecha, Modelo, Hora inicial, Hora final, Motos programadas
día, Motos acumuladas día, Motos Acumuladas mes, Motos acumuladas
total).
R2 Leer y almacenar Datos Estándares de las motos (Modelo, Tasa de
motos producidas por hora, Fecha) introducidos desde la interfaz de
usuario disponible.
R3 Almacenar los datos obtenidos en el cálculo del promedio por hora de
las motos ensambladas por hora.
R4 Almacenar La eficiencia diaria (Tabla Eficiencia)
R5 Lee y almacena las motos contadas por el operario.
-3-
163
Procesamiento / Calculo
R6 Verificar que los datos introducidos al tablero sean del mismo tipo que la
base de datos, de igual manera se verificara los datos introducidos
directamente en las tablas en caso de que estas requieran una
modificación directa.
R7 Realizara el cálculo del promedio por hora de las motos ensamblada
diariamente.
R8 Calcula el promedio de las motos programadas día y acumuladas día
(Tabla Tablero).
R9 Calcular los valores máximos y mínimos de los campos Programadas
día, acumuladas día de la tabla Tablero.
R10 Calcular la eficiencia de la producción diaria según la tabla de datos
estándar y la tabla de datos Tablero.
R11 Borrar datos de cualquiera de la tablas Disponibles en el sistema.
R12 Organizar los datos de la tablas de registro de la forma que estime
conveniente ya sea por modelo, fecha, motos programadas día y motos
ensambladas día los datos numéricos pueden ser ordenados de forma
ascendente o descendente y por orden alfabético para los campos
alfanuméricos.
R13 El sistema tendrá la posibilidad comunicación con el tablero
electrónico para transferir los datos deseados por el usuario
-4-
164
Consultas / Reportes
R14 Permitir al usuario realizar consultas sobre los datos de la producción
diaria (Fecha, Modelo, Programadas día, Hora inicio, Hora final,
Acumuladas mes, Acumuladas día, Acumuladas total, Diferencia mes,
Promedio producción día) de la tabla Tablero.
R15 Permitir al usuario realizar consultas sobre los datos estadísticos
requeridos por el usuario (Eficiencia, Promedio programadas día, Máximo
programadas día, Mínimo programadas día) de la tabla Eficiencia
R16 Permitir al usuario consultar la producción diaria y/o mensual de
manera fácil y oportuna.
R17 Informe de Completo de tablas de la base de datos.
R18 Presentar a partir de una barra de herramientas y una barra de menús
que incluyen las funcionalidades de la aplicación.
-5-
165
Casos de uso:
-6-
Usuario
Generar reporte
Actualizar Base de datos
Ralizar Caclculo Estadisticos
Ingresar
Buscar Registro
Introducir datos tablero
Cerrar Aplicación
Contar motos
Operario
166
Subcasos de uso:
-7-
Mostrar Tablas
<<Extends>>
<<Uses>>
<<Uses>>
<<Uses>>
<<Extends>>
Modificar Datos
Organizar Datos
<<Extends>>
Valores mínimo y máximos
Hallar Eficiencia
Valores Promedio
<<Extends>> <<Extends>>
Enviar Datos al tablero
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El programador tendrá la posibilidad de modificar los subcasos de uso y así
modificar la aplicación fácilmente.
Sugerencia: Tal ves esta información no sea de interes para el usuario final
2. MANUAL DE TECNICO DEL TABLERO ELECTRONICO Este manual será de gran ayuda para realizar un correcto servicio de
mantenimiento al sistema de control de estadístico, en cuanto a la parte
instrumental (tablero electrónico, sensor y protocolo de comunicación), por
lo cual se recomienda leerlo detenidamente antes de realizar cualquier
reparación y/o modificación en el sistema.
2.1 Elementos que lo componen.
A continuación se encuentra una breve descripción de cada uno de los
elementos que componen el sistema especificando dimensiones, material
y cantidad; previamente encontrara una descripción general de todo el
sistema.
2.1.1 Descripción del sistema. El sistema se compone de un tablero
electrónico (Fig. 9), un sensor de contacto y la infraestructura para
efectuar la comunicación; estas dos últimas no requerirán de un
mantenimiento muy periódico a no ser que presenten alguna falla, por tal
motivo se centrara la principal atención en el tablero electrónico, sin omitir
la información más relevante de estas.
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Dentro del tablero electrónico se encuentra todo un sistema eléctrico el
cual se encargara de alimentar de forma sincronizada los 39 displays que
serán los encargados de mostrar el estado del proceso real y programado,
de igual forma tendrá la instrumentación necesaria para la comunicación
con la estación de ingeniería desde la cual se introducirán los datos y se
almacenaran.
Fig. 9 Tablero electrónico
La parte física del tablero esta compuesta por diferentes elementos,
descritos a continuación.
ELEMENTOS NECESARIOS PARA EL SISTEMA (PARTE MECANICA)
Lamina acrílica, color cristal 1,25*3 mts 1 Lamina acrílica, color negro 1,25*3 mts 1 F 06 nat (Perfil ranurado) 3 mts c/u 3 A 61 nat (Ángulos estructura) 1/2*1/2*6 mts c/u 3 Lamina lisa 0,30 4 mts A II yf (Ángulos borde) 1/8*1 3 Ron pop (Remaches) 6-4 2N 200 Brocas 3/16 A12 2
Fig. 10 Descripción de elementos
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La estructura interna del tablero se basa en los ángulos “A 61 nat ½*1/2”,
los cuales originalmente vienen con una longitud de 6 mts de longitud, de
los cuales para el tablero se deben cortar 4 tramos de 3 mts, 4 de 1 mt y 4
de 20 cm, estas se traslaparan (Fig. 11).
Fig. 11 Estructura interna
Internamente se pondrán los ángulos “A II yf 1/8*1” a una distancia de 5 cm
aprox. de uno de los extremos y con una separación entre ellos de 5 mm
con el fin de deslizar la lamina de acrílico negra entre ellos y unirla por
medio de tornillos. (Fig. 13); aquella lamina de acrílico se le deben hacer
unas perforaciones para insertar las regletas de leds que formaran cada
display, estas perforaciones se deben hacer en la disposición que los
muestra la Fig. 12.
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Fig. 12 Lamina negra acrílico (disposición de agujeros)
Fig. 13 Ángulos para acrílico central
Sobre la estructura se sobrepondrá una lamina de acrílico transparente
que servirá de protección a la parte interna del tablero de la misma
manera en la parte posterior esta lamina se colocara una lamina lisa “0.30”
que protegerá el tablero por la parte trasera. Véase Fig. 14.
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Fig. 14 Acrílico frontal – lamina posterior
Una vez puestas las regletas de leds en los agujeros correspondientes
formando cada uno de los dígitos del tablero, se conectara toda la parte
eléctrica que permitirá el funcionamiento del sistema (Fig. 15)
Fig. 15 Circuito eléctrico
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Las referencias “f 06 nat”, son los perfiles que bordean todo el tablero para
su protección y que igualmente le dan algo de estética y se pondrán sobre
la estructura como se muestra en la Fig. 9 y sobre estas se pondrán los
soportes (Fig. 8) que permitirán el posicionamiento del tablero a la pared.
Fig. 16 Soportes
Los demás componentes del tablero se ilustran a continuación.
Fig. 17 Borde exterior horizontal
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Fig. 18 Borde exterior vertical
Una vez listo el tablero se especificara la instalación del sensor el cual se
colocara sobre la rampa final de la línea de ensamble, siendo un pulsador
y el cual llevara una adaptación mecánica sobre la que pasaran las motos
y activaran su pulso. Véase Fig. 19.
Fig. 19 Esquema general del sensor
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