Una planta de proceso

Es un tipo de fábrica que transforma materiales en masa.

Diagramas de flujos de procesos

Principales flujos del proceso, no contienen detalles.

CASO 1: PLANTAS DE PROCESO Y PINTURA

Disolvente: aporta viscosidad. Han de solubilizar la resina hasta que la pintura sea viscosa. (ej:acetate).

Pigmentos, color y brillo, sólido. Iron oxide (rojas), chromium (amarillo, verde) cobalto (azules), carbono (negras).

Resina: aglutinante (binder).

• El proceso de la fabricación de las resinas. En primer lugar, la dosificación(dosaje) de materia prima, reacción y la disolución para proporcionar características finales
• El proceso de fabricación de la pintura. La pre-mix, mezcla de pigmentos, resinas y disolventes, la dispersión, mix (resins and solvents) y el filtrado.

Las maquinas automatizadas: milling de dispersión y mixing machines.

Sistemas de seguridad: Trabajo en atmósfera explosiva, por lo que deben tener certificado de seguridad. Certificado EX.

Controladores y comunicaciones. Sensores de temperatura, sensores de presión, load cells y solenoid controlled valves.

Control de calidad

Almacenamiento y transporte. Packaging, proceso de dosage, storage y se distribuye.

CASO 2: SECTOR ALIMENTACIÓN

Estrictas medidas higiénicas necesarias. El proceso de fabricación de lácteos (dairy): materia prima es la leche: el desnatado (skimmed), la pasteurización y la homogenización.

Proceso leche:MP: se ordeña una vaca lechera, se almacena, transporta y descarga en tanks. Procesos: Recepción, higienización, desnatado, uperización, homogenización, envasado y codificación, empaquetado y almacenamiento.

Tratamientos térmicos: Pasteurización (sirve para quitar los agentes patógenos que pueda contener calentando la leche), homogenización (break fat globules and reduce their size) and UHT(kill spores in milk).

Proceso galletas:MP (harina(flour), azúcar, huevos, otros (yeast, dyes, flavours) Proceso: molding, extrusión,Rolling and dies cut, baking (direct, indirect, cyclothermic, electrical), decoración, cooling and packaging.

Máquinas automatizadas: amasadoras (kneaders), hornos, decoradoras.

Sistemas de seguridad: higiene, contaminación química biológica de las materias primas, contaminación de los productos debido a la naturaleza de la máquina.

CASO 3: FABRICACIÓN DE AUTOMÓVILES

Es una de las industrias más desarrolladas. Los retos de estas empresas son las emisiones de gases de efecto invernadero, la relación peso/ carga, la mortalidad y las pérdidas económicas. TPS (toyota production system).

Proceso: se basa en el diseño, la simulación y la programación: Chapa, pintura, motor, lunas, asientos e interior, neumáticos y sus componentes.

El Montaje(assembly) de los componentes, se realiza de manera manual aunque se hace uso de herramientas que facilitan el trabajo.

En cuanto al control de calidad: Statistical Process Control (SPC) para conseguir una producción libre de defectos. Vehicle Identification Number (VIN) seguimiento(monitoring) y trazabilidad(contact tracing) del producto.

En cuanto a la pirámide de la automatización (abajo arriba): en primer legra el nivel dispositivo (sensores, actuadores), nivel campo (Pcs, PLCs, robots), nivel área y célula (PCs, PLCs), nivel sistema (estaciones de trabajo, PCs) y por último nivel corporativo (estaciones de trabajo, PCs).

Los tipos de robot industrial son: robot tipo pórtico, cilíndrico, esférico, articulado, scara y paralelo. En cuanto a los actuadores, hay hidráulicos, eléctricos y neumáticos.

Sistemas de fabricación flexible (FMS) consiste en un grupo integrado de máquinas controladas por computadoras. Son elementos muy flexibles y versátiles y tienen una respuesta rápida a variaciones de producto y de demandas de mercado.

CASO 4: FABRICACIÓN DE ACERO INOXIDABLE

Familias principales del acero: austenitic, ferritic, martensitic, duplex.

Aplicaciones del acero inoxidable: se utilizan en construcción con fines estructurales y decorativos, sistemas de escape, en el hogar, en el medio ambiente y la salud (implantes, material quirúrgico).

Fabricación: acería, laminado en caliente, laminado en frío.

Acería: se funden las materias primas, se obtienen slabs de acero inoxidable, paso de la chatarra al plancho de acero, Zona acería IV, electric furnace a 3800ºC. V, convertidor AOD. VI, se reduce carbono y los elementos perjudiciales. VIII, colada (casting) continua de slabs (liquid stainless Steel is soldified)

Laminado en caliente:obtenemos la lámina en caliente y una chapa (sheet) gruesa). Acerinox, (carga de desbastes al bobinado). Precalentamiento. Primera reducción. Tren de acabado. Bobinado (set of bobbins).

Laminado en frío: de la bobina (coil) negra al producto final. Rolling mill Sendzmir , annealing and pickiling (gets final mechanical properties and metallurgical structure). Bright annealing lines. Skin pass. Corte. Tensión leveller.

Módulo SAP, que sus potenciales y utilidades son la adquisición de materiales y proceso de adquisición, aspectos relacionados con la contabilidad o la organización de stocks.

El método JIT (just in time): reducir costes por desperdicio de materiales, de máquinas, de capital, de mano de obra e inventario en todo el sistema de manufactura y por almacenamientos innecesarios.

Método Kanban: es un sistema de tarjetas asociadas a productos de modo que éstas actúan como indicador del proceso de producción. En cuanto a las reglas, encontramos visualizar el trabajo y las fases, determinar el límite de trabajo, medir el tiempo. En cuanto a las operaciones: la identificación, como los códigos de barras deben de tener los prefijos EAN

Las etiquetas RFID, son elementos básicos, información en memoria, alimentación.

Distintas aplicaciones software para planificar y controlar el flujo de materiales como MRP y MRP II.

La trazabilidad (traceability), es la capacidad para reconstruir el historial de la utilización o la localización de un artículo o producto mediante una identificación registrada. Los tipos son: hacia atrás, interna y hacia delante.

Integrar computadores en empresas: física, lógica y filosófica.

La definición CIM es la integración de toda la empresa de fabricación mediante el uso de sistemas informáticos y de comunicación de datos, combinados con nuevas filosofías de dirección. La pirámide CIM (abajo arriba), proceso, estación, taller/célula, centro/fábrica, empresa

Comunicaciones industriales: los buses de campo que están destinados a comunicar equipos de automatización, controladores, sensores y actuadores.

La pirámide de la automatización: campo, célula, control de procesos, gestión de planta, dirección corporativa. Hay soluciones adaptadas a cada nivel. Ejemplos como CanOpen, AS[1]interface, redes basadas en Ethernet.

Aplicaciones informáticas industriales, sistemas ERP (conjunto integrado de finanzas, distribución y fabricación con interfases), MES (sistemas informáticos en línea que proporcionan herramientas para llevar a cabo las distintas actividades de la administración de producción).

Los sistemas SCADA: Las instalaciones modernas cuentan con complejos dispositivos de supervisión del funcionamiento del sistema, suelen poder realizar diferentes labores de control. Las funciones son recabar, almacenar y mostrar información, en forma continua y fiable; ejecutar acciones de control, alertar al operador, aplicaciones en general. Requerimientos: comunicación con equipos de campo, trabajo a tiempo real, gestión de alarmas, generación de históricos e informes, modificación del control del PLC, información a distintos departamentos. Módulos: comunicación, configuración, interfaz gráfica, proceso, gestión y archivo de datos. Elementos: PLC, PC, red. En cuanto a la arquitectura del hardware tenemos dos capas, la capa cliente y la capa servidor de datos; en sistemas sencillos estas dos capas se encuentran unidas. En cuanto a la arquitectura del software, tenemos el servidor SCADA, el cliente SCADA y la comunicación

Conformado sinterizado: parte de un polvo o compactado metálico o cerámico que por aplicación de presión y calentamiento a una temperatura inferior a la de fusión de la mezcla, incrementa la fuerza y la resistencia de la pieza creando enlaces fuertes entre las partículas. Se usa para hacer formas cerámicas.

Conformado inyección: dar forma a una lámina plástica por medio de calor. Permite realizar pequeñas producciones por su bajo coste de material.

Extrusión: proceso de fabricación basado en conferir forma a un material de partida mediante su empuje o extracción. Permite crear secciones muy complejas. Sirve para crear objetos con sección transversal definida y fija. Parámetros del proceso: presión del trabajo, temperatura del material, desplazamiento.

Plegado: proceso de fabricación basado en conformado sin separación de material con deformación plástica. Se utiliza para conformado por doblado de elementos laminares normalmente metálicos. Parámetros de proceso: aplicación de carga, espesor de material.

Troquelado: mediante herramientas especiales aptas para el corte se consigue separar una parte metálica de otra obteniéndose una figura determinada. Se crean objetos de tipo laminar y geometría de silueta compleja. Parámetros de trabajo: presión de trabajo y espesor de material.

Oxicorte: proceso para realizar corte de chapas, se generan piezas planas de gran espesor. Parámetros de proceso: temperatura de trabajo, gas combustible. Corte por chorro: preso mecanizado por corte de viruta. Se generan piezas protegiendo el material que lo compone. Parámetros de proceso: presión de trabajo, incorporación o no de abrasivo.

Torneado: proceso de fabricación de arranque de viruta por medio de un filo o herramientas que abano¡zan longitudinalmente mientras la pieza a mecanizar gira par generar sobre ellas piezas de revolución. Sirve para crear objetos de revolución. Parámetros de proceso: velocidad de corte, profundidad de pasada, avance.

Fresado: proceso de fabricación basado en el corte del material que se mecaniza con una herramienta rotativa de varios filos. Sirve para crear objetos con superficies ortogonales. Parámetros de proceso: velocidad de corte, profundidad de pasada, avance.

Desbarbado: eliminación de virutas no desprendidas en aristas afiladas procedentes de operaciones de mecanizado previas. Perfeccionar acabado de estrías. 

Rectificado: conseguir mecanizados de precisión tanto en dimensiones como en acabado superficial utilizando para ellos discos abrasivos robustos, llamados muelas. Sirve para perfeccionar superficies interiores o exteriores de piezas.

Rulinado: conseguir mecanizados de precisión tanto en acabado superficial como en eliminación de tensiones residuales por medio de aplicación de presión puntual mediante una bola de contacto. Sirve para perfeccionar superficies interiores o exteriores de piezas endurecidas reduciendo tensiones superficiales.

Lapeado: para el acabado de superficies en la que se frotan dos superficies con una abrasivo de grano muy fino entre ambas con objeto de mejorar el acabado y disminuir la rugosidad superficial. Sirve para perfeccionar superficies interiores o exteriores de piezas endurecidas reduciendo rugosidad y eliminando microfisuras.

Pulido: se realiza en la superficie de varios materiales para mejorar su aspecto visual, su tacto y su funcionalidad. Consta del lijado con esmeriles para despojar el metal de cualquier tipo de asperezas. Sirve para para perfeccionar superficies eliminando irregularidades e imperfecciones superficiales.

Shot peening: se aplica a temperatura ambiente por bombardeo de la superficie con bolas pequeñas. Sirve para perfeccionar superficies piezas metálicas evitando la aparición de tensiones residuales de tracción.

Termosellado: proceso de soldado de un termoplástico a otro termoplástico u otro material compatible usando calor y presión. Sirve para la unión de materiales al menos uno de los cuales es plástico.

Ensamblado: basado en la unión y enlace de varios componentes individuales siguiendo una secuencia lógica de pasos para obtener un conjunto compuesto. Sirve para la fabricación de componentes compuestos a partir de la unión atornillada o por interferencia de los componentes simples de partida.

Remachado: Proceso de unión que se realiza colocando las dos piezas a unir en posición de montaje haciendo coincidir los agujeros de las dos piezas. Sirve para la unión de componentes metálicos laminares.

Inducción: Proceso de templado consistente en exponer la pieza de acero a un campo magnético alterno, el cual penetra el calor superficialmente. Sirve para para endurecer la superficie de una pieza permitiendo generar perfiles de profundidad de temple diferentes a lo largo de la longitud de la pieza.

Nitruración: Tratamiento termoquímico que se le da al acero. El proceso modifica su composición añadiendo nitrógeno mientras es calentado. Se aplica a piezas que son sometidas regularmente a grandes fuerzas de rozamiento y de carga. Estas aplicaciones requieren que la piezas tengan un núcleo con cierta plasticidad, que absorba golpes y vibraciones, y una superficie de gran dureza que resista la fricción y el desgaste.

Fosfatado: es una forma de pasivación de una superficie metálica. Sirve para prevenir la corrosión, mejorar la lubricación en procesos de conformado o embutición, o como base para recubrimientos o pintados posteriores. Solución química para inmersión del material, tiempo.

Pintado y embalado: permiten conferir propiedades de protección superficial frente a agentes ambientales así́ como aspectos estéticos atractivos para los usuarios.

Tema 6

Impacto medioambiental: alteración de todas las condiciones ambientales. Puede ser global, regional o local; a corto o largo plazo.

Los índices de evaluación son: impacto sobre recursos, polución y calentamiento global.

Tema 7

Los recursos intangibles no-financieros: habilidad en estructurar y organizar la actividad productiva, habilidad para expandir el mercado y ratificar la marca.

Ayudas técnicas mediante redes y organizaciones virtuales: infraestructura de información para el intercambio de datos, gestión de acceso, gestión de la seguridad, etc.

Conocimiento de referencia para el diseño: representación de productos, simulador del rendimiento, representación de procesos.

Extended enterprise y extended artefacts: Es una alianza fáctica de partners que se mezclan en una infraestructura común de capacidades, know-how, servicios y recursos que permiten operaciones conjuntas de diseño, fabricación, marketing.

Las funciones de los certificados son las siguientes: comunicarse con los distintos partners, supervisar el ciclo de vida mediante la adquisición de información y datos sobre las condiciones de seguridad.

En cuanto a su organización, tenemos proveedores

Crecimiento económico actual: el crecimiento está basado en el reemplazo de bienes tangibles.

Crecimiento sostenible orientado a la tecnología: es cuestionable porque no existe aún conciencia ecológica, y porque para un comercio justo, se necesita una regulación única con estándares reconocidos para medir el impacto medioambiental.

En cuanto los procesos de recuperación: para mejorar la cadena de valor forward, hacer que los “intangibles” sean más eficientes y ecológicos. Para mejorar la cadena de valor backward, utilización efectiva del capital material ya utilizado. La logística de retroceso sirve para conservar recursos y proteger el medioambiente.