miércoles, 2 de mayo de 2012

Teoría- Célula flexible SMC y Automatismos Eléctricos

CÉLULA FLEXIBLE SMC



Como se puede ver en la fotografía que aparece, la célula flexible SMC está compuesta por una cinta transportadora y 8 estaciones.
Cada estación realiza una función diferente. Las diferentes funciones que se realizan en cada estación son:
  1. Alimentación de la base
  2. Montaje rodamiento
  3. Prensa hidráulica
  4. Inserción del eje
  5. Colocación de la tapa
  6. Montaje de tornillos
  7. Robot atornillador
  8. Almacén de conjuntos terminados
A modo de ejemplo, en la siguiente imagen aparece la estación 1 con sus elementos y operaciones que realiza:

AUTOMATISMOS ELÉCTRICOS

Circuitos y esquemas eléctricos

Podemos distinguir:




Elementos de control


El relé

Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes.

Fue inventado por Joseph Henry en 1835.
  • Interruptor accionado por electroimán
  • Dispositivo fundamental en automatismos eléctricos
  • Contactores
  • Diagrama de contactos

Funcionamiento del relé

En la siguiente figura se puede ver su funcionamiento y cómo conmuta al activarse y desactivarse su bobina:





Funciones lógicas con relés




Componentes de diálogo con el usuario



domingo, 8 de abril de 2012

Teoria- Conocimientos de Producción (2)

Continuaremos un poco más con el tema de Producción siguiendo el libro mencionado en la entrada anterior.

CAPÍTULO 2 - Operaciones de Fabricación

Podemos definir fabricación como la aplicación física y química de procesos que alteran las propiedades, geometría y/o la apariencia de un material inicial dado para crear partes o productos.

Dentro de la fabricación está incluido el ensamblado de numerosas partes para crear productos.

Puesto que la fabricación se puede definir de diferentes maneras, a continuación aparece un esquema con dos alternativas para la definición de fabricación:



La opción (a) define fabricación como un proceso tecnológico mientras que la opción (b) la define como un proceso económico.

Desde el punto de vista (a) la fabricación engloba una combinación de máquinas, energía y trabajo manual. Mientras que desde el punto de vista (b) la fabricación consiste en la transformación de materiales en elementos con valor añadido.

La fabricación es una importante actividad comercial y, por ello, podemos clasificar las diferentes industrias en función de la actividad que comercial que empeñan distinguiendo, tal y como puede verse en la siguiente tabla, industria primaria, secundaria y terciaria:


Continuando ya con las operaciones de producción, éstas se pueden dividir en: operaciones de producción continua y producción en lotes. Las diferencias entre ambas se ven en la siguiente imagen:


Realizando un resumen, podemos decir que la producción continua se da cuando el equipamiento de producción se usa exclusivamente para un producto dado y la salida de producto es ininterrumpida, mientras que la producción en lotes se da cuando los materiales son procesados en cantidades finitas denominadas lotes.
Destacar que la producción en lotes es discontinua porque hay interrupciones entre la producción de lotes.

Cambiando de tema radicalmente, pero para poder relacionar lo que estamos comentando durante estas entradas de producción, a continuación aparecen representadas en una tabla industrias de fabricación cuyos productos se producen mediante los diferentes modelos discutidos durante este tema:




OPERACIONES DE FABRICACIÓN

Una vez realizada una pequeña introducción para posicionarnos en el tema, nos metemos en las operaciones de fabricación como tal.

Existen varias operaciones básicas que se realizan en una fábrica para convertir materiales en productos finales. Limitando nuestro radio a industrias cuyo objetivo es realizar productos discretos, podemos distinguir operaciones de:
  • Procesado y ensamblado
  • Manipulación y almacenamiento de materiales
  • Inspección y test
  • Coordinación y control
Las operaciones de procesado utilizan la energía para modificar propiedades físicas, formas o apariencias con la finalidad de añadir valor al material.
La energía utilizada puede ser en forma de: mecánica, eléctrica, química y térmica.
Esta energía se aplica de forma controlada con máquinas y herramientas. A veces se utiliza la energía humana pero, generalmente, los trabajadores se encargan de controlar las máquinas, supervisar operaciones, etc.
A menudo es necesario utilizar más de una operación de procesado para transformar el material inicial en producto final. Por ello, se distinguen cuatro tipos de procesos:
  • Solidificación
  • Partículas
  • Deformación
  • Eliminación de material
Dependiendo de lo que queramos conseguir y de los medios de los que dispongamos, utilizaremos la que mejor se adapte a nuestras características.

Dentro de las operaciones de mejora de propiedades, la más importante de éstas engloba los tratamientos térmicos.

Por otro lado hay que destacar las operaciones de revestimiento, galvanizado y anodizado dentro de las operaciones superficiales.

Y por último, en el rango de operaciones de montaje destacar la fijación por soldadura a pesar de que existen numerosos métodos de fijación (remaches, roscados: tornillo, pernos, tuercas).

Por otro lado tenemos las operaciones de manipulación y almacenamiento de materiales cuya finalidad es el movimiento y almacenaje de los materiales entre operaciones.

De las operaciones de inspección y test podemos decir que, de forma muy resumida, se encargan de realizar los controles de calidad correspondientes para asegurarse de que todos los materiales y/o productos cumplen con las especificaciones correspondientes.

Y por útlimo, mencionar que las operaciones de coordinación y control se encargan de las regulación de procesos y operaciones de montaje.


RELACIONES PRODUCCIÓN-PRODUCTO

Dentro de todo proceso productivo, existen dos variables fundamentales a tener en cuenta:

Q: Cantidad de producto
P: Variedad de producto

Una vez definidas estos dos aspectos, ¿cómo podemos medir la complejidad de un producto?

Por un lado, podemos tener en cuenta el número de partes de las que consta el producto. Y, por otro lado, podemos atenernos al número de operaciones requeridas para su producción.

Para entender mejor lo comentado en el párrafo anterior, a continuación aparecen un par de tablas con productos reales en las que se tienen en cuenta los dos aspectos comentados:



Atendiendo al número de partes de las que consta un producto

Atendiendo al número de operaciones requeridas para su producción


CONCEPTOS DE PRODUCCIÓN Y MODELOS MATEMÁTICOS

En este apartado vamos a definir algunos conceptos cuantitativos que es necesario conocer en todo proceso de producción.

Tasa de producción: se define o expresa como el número de partes/productos por unidad de tiempo.
Capacidad de producción: es la tasa máxima de salidas que una línea productiva puede producir.
Utilización: proporción de tiempo que la máquina o equipo está operando respecto al tiempo disponible.
Manufacturing lead time (MLT): tiempo total necesario para el procesamiento de una parte o producto.
Work in process: cantidad de partes o productos que están siendo procesados o entre operaciones.


COSTES DE LAS OPERACIONES
  • Fijos
  • Variables
  • Mano de Obra
  • Máquinaria
  • Materiales
  • Adicionales

Desde mi punto de vista, en esta entrada aparecen numeros conceptos que son básicos a la hora de estudiar un proceso productivo sea del tipo que sea.

Teoría- Conocimientos de Producción (1)

Además de continuar aprendiendo diversos conocimientos del programa AnyLogic, durante las clases teóricas de ésta asignatura también nos hemos adentrado en uno de los aspectos más importantes de toda sociedad: los Sistemas de Producción.

Para ello nos hemos apoyado en el siguiente libro:



Este libro trata sobre los sistemas de producción usados para manufacturar productos y las partes que se ensamblan a esos productos.

CAPÍTULO 1 - Introducción


Los sistemas productivos se pueden dividir en dos categorías:



  • Sistemas soporte para la fabricación (Manufacturing Support System): procedimientos usados por la empresa para dirigir la producción y para resolver problemas logísticos y técnicos.
  • Instalaciones (Facilities): lo forman la empresa, el equipo y la forma en que es dirigido el equipo.

De estas dos categorías mencionadas, vamos a desarrollar un poco más la de Instalaciones:
Las instalaciones de una empresa están formadas por la propia empresa, máquinas y herramientas de producción, equipos de inspección y sistemas informáticos que se encargan de controlar las operaciones de fabricación.

Una empresa de fabricación tiende a organizar sus instalaciones de la manera más eficiente que sirva para cumplir los objetivos que tiene la empresa.

Existen diversas formas de clasificar a las empresas dependiendo del criterio elegido. En este caso, clasificamos las empresas en función de la cantidad que se produzca en ella distinguiendo:

  1. Baja producción
  2. Media producción
  3. Alta producción
En la siguiente imagen se puede apreciar la relación entre la variedad de productos y la cantidad producida en una empresa de fabricación:



Además de la cantidad y variedad de producto que se fabrica en una empresa, es fundamental conocer el layout de dicha empresa.
En la siguiente imagen pueden verse diferentes tipos de layout (el cual se elegirá dependiendo de los objetivos productivos que tenga cada empresa):

Y para hacernos a la idea de la relación que puede existir entre los tipos de instalaciones y layouts utilizados en una empresa con la cantidad de producción y la variedad de productos se adjunta la siguiente gráfica:
 
 

lunes, 12 de marzo de 2012

Teoría - Sistemas de eventos discretos

En esta nueva entrada del blog, se tratará el tema: Sistemas de eventos discretos.
A continuación aparece el contenido de este tema:






Aunque cada apartado consta de más de una parte, a lo largo de esta entrada se desarrollarán las más importantes.


SUCESOS ESTOCÁSTICOS

Teoría de colas

Una cola se produce cuando la demanda de un servicio por parte de los clientes excede la capacidad del servicio.
Es necesario conocer (predecir) el ritmo de entrada de los clientes y el tiempo de servicio con cada cliente.




Modelo de una cola 
  • Modelo de llegadas. Los clientes pueden llegar en intervalos de tiempo deterministas o aleatorios, siguiendo una determinada función de distribución.
  • Modelo de servicio. El servidor puede realizar el servicio en un tiempo determinista o aleatorio, siguiendo una determinada función de distribución.
  • Tipo de disciplina de la cola. Los tipos más usuales son FIFO (first input, first output) y LIFO (last input, first output).

Resultados: A partir del modelo de una cola se pueden obtener algunos resultados, a veces por métodos matemáticos o si no por simulación. Los más interesantes desde el punto de vista práctico son:

  • Longitud de la cola.
  • Tiempo que espera un cliente para ser atendido.
  • Porcentaje de tiempo que el servidor está ocupado.
  • Número de clientes que llegan en un intervalo de tiempo dado.
  • Número de clientes que reciben servicio inmediato.
  • Longitud máxima que ha alcanzado la cola.
Funcionamiento de la cola 








Transcurrido el tiempo de servicio, el cliente sale del servidor. Entonces, si la cola no está vacía el servidor repite la misma operación con el cliente siguiente.
  
MÉTODO MONTECARLO

Introducción

Bajo el nombre de “Método de Montecarlo” o “Simulación Montecarlo” se agrupan una serie de procedimientos que analizan distribuciones de variables aleatorias usando simulación de números aleatorios.

El método fue llamado así por el principado de Mónaco por ser la capital del juego de azar, al tomar una ruleta como un generador simple de números aleatorios.

El uso real del método de Montecarlo como una herramienta de investigación, viene del trabajo de la bomba atómica durante la Segunda Guerra Mundial. Este trabajo involucraba la simulación directa de problemas probabilísticos de hidrodinámica concernientes a la difusión de neutrones aleatorios en material de fusión.



Funcionamiento

Generalmente en estadística los modelos aleatorios se usan para simular fenómenos que poseen algún componente aleatorio. Pero en el método de Monte Carlo, por otro lado, el objeto de la investigación es el objeto en sí mismo, un suceso aleatorio o pseudo-aleatorio se usa para estudiar el modelo.
Los siguientes esquemas resumen muy bien ambas variantes:


Modelos Aleatorios en Estadística

Método Montecarlo


Aplicación del método

La mayor parte de los programas de simulación de sistemas de eventos discretos utilizan el método de Montecarlo para generar los elementos aleatorios que simulan.
En definitiva, se trata de generar muestras de valores de una variable aleatoria cualquiera, cuya función de distribución es conocida

Con esto, ya tenemos en mente una idea básica del Método de Montecarlo.
En ESTE enlace podéis ver algún ejemplo en cuanto a aplicaciones de éste método. Desde mi punto de vista, estos ejemplos pueden ayudar en la comprensión del Método Montecarlo


GPSS


GPSS es un lenguaje de simulación por lapsos directos, donde un reloj de simulación avanza en pasos discretos. Un sistema es modelado como transacciones introducidas, entra al sistema y son pasadas de un servicio (representados por bloques) a otro.

Elementos básicos

La simulación mediante GPSS se realiza con dos elementos básicos conocidos:

  • Transacción: aquello que fluye a través del sistema de manufactura y que puede ser información, piezas, órdenes de producción, fallas, operarios, mecánicos, etc...
  • Bloque: cualquier operación que realiza una transacción dentro de un sistema. Por ejemplo un procesamiento, entrada/salida de un almacén, inicio/fin de proceso, etc...

ANYLOGIC

AnyLogic es una herramienta desarrollada por XJ Tecnologías que incluye todos los métodos de simulación mas comunes en practica hoy.

En clase se van mostrando varios ejemplos realizados con este programa. Poco a poco iremos añadiendo más cosillas de él.

Teoría - JAVA

Java se creó como parte de un proyecto de investigación para el desarrollo de software avanzado para una amplia variedad de dispositivos de red y sistemas embebidos.

La meta era diseñar una plataforma operativa sencilla, fiable, portable, distribuida y de tiempo real. Cuando se inició el proyecto C++ era el lenguaje del momento. Pero a lo largo del tiempo, las dificultades encontradas con C++ crecieron hasta el punto en que se pensó que los problemas podrían resolverse mejor creando una plataforma de lenguaje completamente nueva. Se extrajeron decisiones de diseño y arquitectura de una amplia variedad de lenguajes como Eiffel, SmallTalk, Objetive C y Cedar/Mesa.




Puede ejecutarse en cualquier plataforma ya que al compilar genera un código intermedio llamado bytecode que puede a ser ejecutado por una máquina virtual instalada previamente o bien compilado de nuevo para
generar código ejecutable por una máquina determinada.

LIBRERÍAS JAVA (packages): colección de utilidades y funciones, ordenadas por su aplicación, que sirven para facilitar las tareas de programación.

JAVA IDE: Los entornos Integrated Development Environments (IDE) facilitan las tareas de edición, compilación y ejecución de programas. Además, permiten que se puedan crear proyectos complejos de manera ordenada y efectiva.

EJEMPLOS CON JAVA: A continuación aparecen un par de ejemplos que fueron explicados en clase para entender, de forma muy general y básica, el lenguaje de programación Java.






Los códigos que aparecen en los ejemplos, se han escrito con jEdit.
jEdit se trata de un editor de texto libre. Está escrito en Java y se ejecuta en Windows, GNU/Linux, Mac OS X y otros sistemas operativos que dispongan de la máquina virtual Java.