La prensa popular describe con frecuencia la fábrica del futuro: una planta totalmente automatizada que elabora gran variedad de productos sin la intervención de seres humanos. Aunque ya existen algunas fábricas "sin personas” y otras serán construidas, los principales adelantos logrados hasta hoy se presentan en operaciones de manufactura en las que se han incorporado computadoras al proceso, para ayudar a los trabajadores a crear productos de alta calidad.
La manufactura integrada por computadora (CIM) (del inglés Computer-integrated manufacturing) es un término cúpula que se refiere a la integración total del diseño y la ingeniería de productos, la planificación de procesos y la manufactura por medio de complejos sistemas de computación. Otros sistemas computarizados menos completos para planificación de producción, control de inventarios o programación son juzgados a menudo como parte de la CIM. Al usar esos poderosos sistemas de computación para integrar todas las fases de la manufactura, desde el pedido inicial del cliente hasta el embarque final, las empresas esperan incrementar la productividad, mejorar la calidad, satisfacer más rápidamente las necesidades del cliente y brindar mayor flexibilidad.
Así, la CIM es un aspecto importante de la tecnología de manufacturas, pero sólo es un conjunto de instrumentos que ayudan a muchas empresas manufactureras, incluso a las de altos salarios, para que sigan siendo competitivas en el mercado mundial.
Algunos instrumentos son:
DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTIDOS POR COMPUTADORA
El diseño asistido por computadora (CAD) (del inglés computer-aided design) es un sistema electrónico que permite diseñar nuevas partes o productos o modificar otros ya existentes, en sustitución del dibujo tradicional a mano. El corazón del CAD es una poderosa computadora de escritorio y un software gráfico que le permiten al diseñador manipular formas geométricas. Puede crear dibujos y examinarlos desde cualquier ángulo en la pantalla de un monitor. La computadora también es capaz de simular la reacción de una parte específica en pruebas de resistencia y tensión. Con los datos de diseño almacenados en la memoria de la computadora, los ingenieros de manufactura y otros usuarios obtienen rápidamente impresiones de los planos y especificaciones de cualquier parte o producto.
El componente de la CIM que se ocupa directamente de las operaciones de manufactura se conoce como manufactura asistida por computadora (CAM) (del inglés computer-aided manufacturing). Los sistemas CAM se usan para diseñar procesos de producción y controlar máquinas herramientas y flujo de materiales mediante la automatización programable.
Un sistema CAD/CAM integra la función de diseño y manufactura, traduciendo las especificaciones finales de diseño a instrucciones detalladas para la maquina que va a fabricar una prenda. El CAD/CAM es más rápido, menos propenso a errores que los humanos, y suprime la duplicación de los esfuerzos de ingeniería y manufactura. Los sistemas CAD/CAM permiten que los ingenieros observen la forma en que las diversas partes de un diseño interactúan entre sí, sin tener que construir un prototipo.
MÁQUINAS CONTROLADAS NUMÉRICAMENTE
Las máquinas controladas numéricamente (NC) son grandes máquinas herramientas, programadas para producir partidas pequeñas o medianas de partes complicadas. Aplicando una secuencia de instrucciones programada de antemano, las máquinas NC perforan, tornean, horadan o fresan muchas partes diferentes, de distintas formas o tamaños. Esta tecnología fue desarrollada a principios de la década de 1950, en el Instituto Tecnológico de Massachusetts, durante la búsqueda de métodos más eficientes para la fabricación de los aviones jet que la Fuerza Aérea de Estados Unidos requería.
En la actualidad, las máquinas NC son la forma más común de automatización flexible (programable). Los primeros modelos recibían instrucciones por medio de una cinta o tarjeta perforada. De ordinario, las máquinas con control numérico computarizado (CNC) son unidades autónomas de equipo, cada una de las cuales está controlada por su respectiva microcomputadora.
ROBOTS INDUSTRIALES
Los robots son más impresionantemente atractivos que los caballos de batalla NC. El primer robot industrial fue incorporado a la línea de producción de GM en 1961. Los robots industriales son máquinas versátiles, controladas por computadora y programadas para realizar diversas tareas. Estos trabajadores de "cuello de acero" funcionan independientemente del control humano. En su mayoría son de tipo estacionario y están montados sobre el piso, provistos de un brazo que les permite alcanzar lugares poco accesibles.
MANEJO AUTOMATIZADO DE MATERIALES
Tanto en las industrias de manufacturas como en las de servicios, la decisión de cómo, cuándo y quién manejará los materiales es una importante decisión tecnológica. El manejo de materiales incluye los procedimientos de transportar, empacar y almacenar un producto. El transporte, manejo y almacenamiento de materiales cuesta tiempo y dinero, pero no agrega valor alguno al producto. Por lo tanto, los gerentes de operaciones siempre buscan formas de reducir esos costos, automatizando el flujo de materiales que entran y salen de cada operación.
El hecho de que la automatización del manejo de materiales sea o no justificable depende de la estrategia de flujo. Cuando las operaciones tienen una estrategia de flujo flexible, las rutas del trabajo varían y hay poca repetibilidad en el manejo de materiales.. Además, otros tipos de automatización flexible se encuentran disponibles actualmente para las empresas cuya estrategia de flujo está ubicada en cualquier punto intermedio entre esos dos extremos.
Examinemos dos de esas tecnologías: los vehículos guiados automáticamente y los sistemas automatizados de almacenaje y recuperación.
Los AGV
Un vehículo guiado automáticamente (AGV) (del inglés automated guided vehicle) es un pequeño camión, impulsado por baterías, que acarrea materiales entre las operaciones, siguiendo las instrucciones de una computadora que lleva a bordo o de una computadora central. La mayor parte de los modelos antiguos seguían la trayectoria de un cable instalado debajo del piso, pero los de la generación más reciente se guían por rutas ópticas y son capaces de pasar por dondequiera que haya pasillos suficientemente espaciosos y el piso sea más o menos uniforme.
El AS/RS
El sistema automatizado de almacenaje y recuperación (AS/RS) (del inglés automated storage and retrieval system) es un método controlado por computadora para almacenar y recuperar materiales y herramientas, utilizando anaqueles, silos y apiladoras. Con el soporte de los AGV, un AS/RS puede recibir y entregar materiales sin la intervención de la mano humana.
SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLES
Un sistema de manufactura flexible (FMS) (del inglés flexible manufacturing system) es una configuración de estaciones de trabajo casi independientes, controladas por computadora, en la cual el manejo de materiales y la carga de las máquinas se realizan en forma automática. Un FMS es un tipo de sistema de automatización flexible que se basa en la automatización programable de máquinas NC y CNC. Los ajustes de los programas y herramientas pueden realizarse casi sin perder tiempo de producción cuando se pasa de la fabricación de un producto a la del siguiente.
Los trabajadores llevan la materia prima, desuñada a una familia de partes, hasta los puntos de carga, y allí el FMS toma el mando. Transportadores controlados por computadora llevan los materiales a las distintas estaciones de trabajo, donde son sometidos a una secuencia de operaciones específica para cada parte. I.a computadora central determina la ruta apropiada. El objetivo del uso de sistemas FMS es sincronizar las actividades y maximizar la utilización del sistema.
Puesto que con la automatización es posible cambiar rápidamente las herramientas, los tiempos de preparación de las máquinas son cortos. A menudo, esta flexibilidad permite que una máquina realice una operación mientras otra está en mantenimiento, y se evitan los cuellos de botella al enviar las partes a otra máquina, cuando la primera de ellas está ocupada.
