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Abril de 2004 Página 1 de 3

Proceso de automatización mediante tecnología de grupos

Jorge Andrés García Barbosa

Este artículo describe el inicio de un proceso de automatización fundamentado en la aplicación de la tecnología de grupos de Group Technology.

El proceso se inicia con la organización y disposición de las máquinas (layout), basado en el concepto de celdas de manufactura en la empresa Mecanizados CNC Ltda., dedicada a la fabricación de productos del sector metalmecánico.

Una vez determinada la mejor ubicación de los equipos se procede a programar la producción. Se establece el orden de elaboración de los productos y el adecuado montaje de las herramientas en las máquinas de la celda, cuyo objetivo es la minimización de montajes para mejorar los índices de productividad en 15%.

Por qué hacerlo
La organización de los procesos de manufactura es de vital importancia para la competitividad de las empresas y por medio de esta se logran los objetivos de productividad y eficiencia. Además, se disminuyen los costos de fabricación utilizando los mismos medios con los que se contaba antes de la organización.

Un proceso de manufactura se debe concebir de manera organizada y eficiente desde el principio, lo cual facilitará la implementación de sistemas automatizados a medida que el sistema lo requiera.

La flexibilidad como concepto fundamental en los actuales procesos productivos es la habilidad para adaptarse a los continuos cambios del mercado.

La máxima escala evolutiva de los actuales procesos de producción automatizados está representada por las células integrales de manufactura (CIM), y el objetivo de este artículo es sentar las bases en este largo proceso de automatización.

Fundamentos
La principal ventaja de la implementación de la tecnología de grupos (Group Technology, GT) radica en que un sistema de manufactura puede ser descompuesto en subsistemas o familias de partes con similitudes de forma, diseño y producción [1]. La manufactura de celdas es una aplicación de la tecnología de grupos a los procesos industriales; su principal objetivo es reducir tiempos de montaje y tiempos de flujo, para minimizar así inventarios y costos en proceso y optimizar tiempos de respuesta.

Como norma esencial, el proceso de automatización en producción no empezará antes de definir exactamente el problema. De esta manera, el ingeniero estará compenetrado con la situación, conocerá en detalle el proceso, se enterará de los recursos disponibles, tendrá en cuenta los volúmenes de producción, los plazos de entrega determinados con los clientes y estará al tanto de las especificaciones de calidad. La Figura 1 ilustra el diagrama de flujo con el cual se inicia el proceso de automatización.

Realizado el primer paso en el proceso de automatización, se procede a efectuar el diseño de celdas de manufactura, basado en los conceptos de tecnología de grupos. El objetivo es procesar varias familias de partes en un grupo de máquinas CNC dentro de una celda, en la que el esfuerzo en transporte de material es minimizado.

Ejemplo de aplicación industrial
La empresa colombiana Mecanizados CNC Ltda., dedicada al sector metalmecánico, tiene entre sus líneas de fabricación una que corresponde a la transformación del acero inoxidable, orientada hacia el área de arquitectura interior (Figura 2). El objetivo del presente ejercicio es sentar las bases de organización del proceso de fabricación para satisfacer la demanda de los productos.

A. Diseño de celdas de manufactura
Se determina la totalidad de los productos que serán fabricados por la celda de manufactura y los procesos inherentes para su elaboración, según la Tabla 1. Se organiza una matriz que identifica los procesos a los que cada uno de los productos es sometido; por medio de unos (1) y ceros (0) se identifica si al producto se le practica un proceso o no. El método de “rankeo”, Rank Order Clustering (ROC), (King, 1980), determina la sensibilidad de peso específico tecnológico de cada una de las columnas y cada una de las filas.

Se ordenan las filas en orden decreciente de acuerdo con la sensibilidad de peso específico tecnológico y a continuación se organizan las columnas en orden decreciente. Se repiten estos dos pasos hasta que la matriz no sufra más modificaciones. El resultado de esta operación se puede observar en la Tabla 2. Una vez la matriz ha sido organizada, se determinan las posibles celdas de manufactura. Una celda de manufactura es un conjunto de partes y máquinas que tienen en común el proceso de fabricación y, por tanto, con base en esta matriz se determinará el montaje y ubicación en planta (layout) de las máquinas.

En este caso se observa en la matriz la formación de varias posibles celdas de manufactura:

Acerca del autor

Jorge Andrés García Barbosa

Posgrado en Materiales y Procesos de Manufactura del Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica de la Universidad Nacional de Colombia.
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