Simulación de Sistemas de Manufactura Automatizados …maquinado de carga y descarga pata un...
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Simulacioacuten de Sistemas de Manufactura Automatizados
Edson Eduardo Puente Lira Ricardo Peacuterez Rodriacuteguez y Arturo Hernaacutendez Aguirre
Comunicacioacuten del CIMAT I-19-0105032019 CCCIMAT
Simulacioacuten de sistemas de manufactura automatizados
Autor
Ing Edson Eduardo Puente Lira
Co-Autor
Dr Ricardo Peacuterez Rodriacuteguez
Dr Arturo Hernaacutendez Aguirre
Departamento
Ciencias de la Computacioacuten
Aguascalientes Ags Febrero del 2019
RESUMEN La Industria 40 cada vez gana mayor popularidad en todo el mundo consiste principalmente en conseguir la automatizacioacuten de la industria mediante la produccioacuten robotizada Basaacutendonos en esta idea en el siguiente reporte se realiza la simulacioacuten una celda de manufactura automatizada mediante la plataforma de simulacioacuten de procesos Delmia Questreg para poder evaluar diferentes indicadores de productividad y eficiencia de dicha celda y evaluar su comportamiento en un turno de trabajo asiacute como posibles mejoras Palabras clave Celda de manufactura Automatizacioacuten Simulacioacuten de procesos
CONTENIDO
Contenido 1 INTRODUCCIOacuteN 1
11 Manufactura automatizada 1
12 Laboratorio de Manufactura Inteligente 1
2 Definicioacuten del problema 1
21 Producto prueba 2
22 Recopilacioacuten de datos 2
3 Modelado por simulacioacuten 3
31 Formulacioacuten del modelo conceptual 3
32 Construccioacuten del modelo de simulacioacuten 4
321 Poblacioacuten fuente 4
322 Creacioacuten de maquinas 5
323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos 5
33 Verificacioacuten del modelo 7
34 Validacioacuten del modelo 8
35 Experimentacioacuten 8
351 Caso 1 8
352 Caso 2 9
4 Anaacutelisis de resultados 10
5 Discusioacuten y resultados 11
6 Referencias 11
1
1 INTRODUCCIOacuteN
En la era moderna la automatizacioacuten industrial deriva grandes ventajas competitivas La
sustitucioacuten de mano de obra humana por robots hace que los procesos se lleven a cabo de
forma mucho maacutes raacutepida y por supuesto mucho maacutes eficiente con menores iacutendices de
desperdicio y con la posibilidad de programar la produccioacuten de un determinado producto durante las 24 horas del diacutea los 7 diacuteas de la semana Esto implica nuevos retos o aacutereas de
oportunidad para la optimizacioacuten de dichos procesos robotizados
El Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo estaacute integrado
por una gran diversidad de equipos de calidad industrial y que a su vez son apropiados
para desarrollar trabajos de investigacioacuten Gracias al equipamiento de este laboratorio se pueden realizar pruebas experimentales en el aacuterea de Roboacutetica y Manufactura Avanzada
En este reporte se plantea la fabricacioacuten de una pieza prueba contando con el tiempo de
ciclo esperado entonces el propoacutesito es simular dicho proceso de produccioacuten y en primera
instancia comprobar los tiempos teoacutericos con los simulados asiacute como presentar como seriacutea la eficiencia esperada de la celda si dicha fuera implementada en procesos industriales
11 Manufactura automatizada
Los sistemas de manufactura automatizada emplean dispositivos de movimiento perpetuo
controlado para integrar piezas manufacturadas previamente yo sub-ensambladas en un
producto terminado o unidad de producto Para obtener un sistema general de ensamble
se pueden utilizar cierto numero de transferencias mecaacutenicas sistemas de alimentacioacuten maquinas especiales y robots
Algunas de sus aplicaciones maacutes comunes son los ensambles generales manejo de material
y transferencia de partes de ensamble Tambieacuten es altamente utilizada en ambientes
peligrosos para el personal como manejo de radiactivos sustancias toxicas o
contaminantes altas temperaturas y esfuerzos fiacutesicos extremos asiacute como centros de maquinado de carga y descarga pata un proceso de manufactura por ejemplo los centros
de maquinado secado a presioacuten empaque y maacutequinas de inyeccioacuten
12 Laboratorio de Manufactura Inteligente
El Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo estaacute integrado
por una gran diversidad de equipos de calidad industrial y que a su vez son apropiados para desarrollar trabajos de investigacioacuten Gracias al equipamiento de este laboratorio se
pueden realizar pruebas experimentales de los algoritmos desarrollados en el aacuterea de
manufactura del programa de Roboacutetica y Manufactura Avanzada de esta institucioacuten El
laboratorio cuenta con capacidad para implementar procesos reales de manufactura
desempentildeando tareas como maquinado soldadura manipulacioacuten y ensamble roboacuteticos
bandas transportadoras sistemas de inspeccioacuten visual captura de movimiento fresado y torneado por equipos de control numeacuterico
2 Definicioacuten del problema
En el Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo se
implementa una celda de manufactura automatizada disentildeada para la produccioacuten en serie
2
de un producto determinado se cuenta con robots equipados con diferentes herramentales
los cuales logran que la celda de manufactura sea altamente productiva
La Tabla 1 indica las tareas ejecutables de cada robot
Tabla 1 Disponibilidad de ejecucioacuten de tareas por tipo de robot
Funciones
Robot Ensamble Maquinado Manipulacioacuten Soldadura
KR16 X X X
KR16HW X X X
KR60 X X X
Dado que es una implementacioacuten prototipo antes de implementarlo en la industria es de
intereacutes conocer una serie de aspectos importantes para determinar si es conveniente o no
en cuestiones econoacutemicas dicha implementacioacuten Algunos puntos importantes a evaluar es
el tiempo de ciclo de produccioacuten de una pieza para asiacute comprobar que el tiempo de ciclo
estimado es el correcto asiacute como cual seraacute el tiempo total de produccioacuten Entonces
tenemos que se busca
Determinar el tiempo de ciclo del proceso
Encontrar el tiempo necesario para la produccioacuten de alguacuten volumen especifico de piezas
Determinar si es necesario o no la utilizacioacuten de un nuevo equipo (robot) en la celda
21 Producto prueba
Los elementos ilustrados en la Figura 1 componen el producto que pueden ser
manufacturado por el sistema mencionado Dicho producto se compone de cuatro
elementos una base para ensamble mecaacutenico y tres materiales para ensamble con diferentes contornos (cuadrado hexaacutegono y octaacutegono) El producto contempla en su
secuencia de produccioacuten o tareas efectuadas el moacutedulo de soldadura
Figura 1 Producto prueba
22 Recopilacioacuten de datos
La fabricacioacuten del producto prueba consta de operaciones especificas mostradas en la
Figura 2 asiacute como su tiempo recabado de operacioacuten Dichos tiempos en el modelo se
consideran constantes ya que los robots pueden producir de forma continua sin retrasos
Se asume en la simulacioacuten produccioacuten normal es decir sin existencia de paros por
mantenimiento o fallas de maquinaria
3
Figura 2 Tiempo promedio por tarea
3 Modelado por simulacioacuten
31 Formulacioacuten del modelo conceptual
En las Figuras 3 y 4 se plasma el proceso de fabricacioacuten del producto representaacutendose la
secuencia de actividades asiacute como las entradas y salidas del proceso
4
Figura 3 Modelo conceptual
Figura 4 Diagrama a detalle
32 Construccioacuten del modelo de simulacioacuten
321 Poblacioacuten fuente
El primer paso para la simulacion de este sistema fue la creacioacuten de las piezas Dicho
proceso se logra mediante el menuacute Model 1048576 Build 1048576 PartClass 1048576 Create
5
Figura 5 Creacioacuten de piezas
322 Creacioacuten de maquinas
Despueacutes de esto seraacuten creadas las maacutequinas Dicho proceso se logra mediante Model 1048576
Build 1048576 ElementClass 1048576Machine 1048576 NewMachine
Figura 6 Creacioacuten de maacutequinas
323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos
Para cada maacutequina se crea un proceso el cual ejecuta un tiempo constante por cada
operacioacuten pero un punto importante es que en especial el robot 2 KUKA ENSAMBLADOR
necesita recibir la cantidad de una pieza por cada pieza creada es decir Placa P1 P2 y P3 para su ensamblado Para ello modificaremos la loacutegica del proceso de esta maacutequina en
especiacutefico como se muestra
6
Model1048576Build1048576Modify1048576Machine(KUKAensamblador)1048576Logics1048576ProcessLogic1048576CyclicProcess
Figura 7 Menuacute principal de una maacutequina
Figura 8 Modificacioacuten de loacutegica predeterminada
3231 Establecimientos de paraacutemetros
Se modifican las entradas y las salidas ya que despueacutes de que el proceso de ensamblado
se cumple el subproducto es una pieza (Placa) en el mencionado robot 2 KUKA
ENSAMBLADOR mediante Model 1048576 process 1048576 Part Requeriments y Model 1048576 process 1048576
Products
Figura 9 Establecimientos de partes requeridas y de subproductos obtenidos
7
Se crean diferentes procesos para cada robot los cuales cuentan con distintos tiempos de
operacioacuten de la misma forma que los pasos previos
33 Verificacioacuten del modelo
Como se mencionoacute anteriormente para identificar fallos del sistema se realizan corridas
prueba De esta manera se encuentra como es mostrado en la Figura 10 Se identifica el
flujo incorrecto de piezas sobre el proceso debido a que no se teniacutea especificado como un proceso ciacuteclico
Figura 10 Corrida 1 identificacioacuten de error en el modelo
Se soluciona esto como se muestra en la Figura 11 el elemento final (buffer) cuenta con productos terminados lo que representa que el modelo se manifiesta de manera adecuada
Figura 11 Corrida correcta
8
34 Validacioacuten del modelo
Para validar los resultados obtenidos un anaacutelisis realizado anteriormente por parte del
CINVESTAV Unidad Saltillo mostraba (ver Figura 12) que el proceso tarda en finalizar un producto terminado en 615 segundos El tiempo simulado fue de 641 segundos
Existe diferencia en ambos resultados pero esto es justificado dado que se despreciaron
los tiempos de traslado de las bandas transportadora final al almaceacuten de producto
terminado
Figura 12 Tiempo simulado
Figura 13 Tiempo esperado
35 Experimentacioacuten
351 Caso 1
9
La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las
propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se
contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo
de ciclo de produccioacuten
Figura 14 Simulacioacuten del primer caso
352 Caso 2
El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible
para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto
dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno
Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso
10
4 Anaacutelisis de resultados
Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy
alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo
Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest
Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot
ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten
Figura 17 Anaacutelisis del primer caso
La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de
un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20
Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso
11
5 Discusioacuten y resultados
Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue
considerable en los dos experimentos descritos
Figura 19 Comparativo de escenarios simulados
En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable
del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es
completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots
En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar
todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo
estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos
de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria
eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema
6 Referencias
[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos
[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de
produccioacuten en configuracioacuten jobshop
Simulacioacuten de sistemas de manufactura automatizados
Autor
Ing Edson Eduardo Puente Lira
Co-Autor
Dr Ricardo Peacuterez Rodriacuteguez
Dr Arturo Hernaacutendez Aguirre
Departamento
Ciencias de la Computacioacuten
Aguascalientes Ags Febrero del 2019
RESUMEN La Industria 40 cada vez gana mayor popularidad en todo el mundo consiste principalmente en conseguir la automatizacioacuten de la industria mediante la produccioacuten robotizada Basaacutendonos en esta idea en el siguiente reporte se realiza la simulacioacuten una celda de manufactura automatizada mediante la plataforma de simulacioacuten de procesos Delmia Questreg para poder evaluar diferentes indicadores de productividad y eficiencia de dicha celda y evaluar su comportamiento en un turno de trabajo asiacute como posibles mejoras Palabras clave Celda de manufactura Automatizacioacuten Simulacioacuten de procesos
CONTENIDO
Contenido 1 INTRODUCCIOacuteN 1
11 Manufactura automatizada 1
12 Laboratorio de Manufactura Inteligente 1
2 Definicioacuten del problema 1
21 Producto prueba 2
22 Recopilacioacuten de datos 2
3 Modelado por simulacioacuten 3
31 Formulacioacuten del modelo conceptual 3
32 Construccioacuten del modelo de simulacioacuten 4
321 Poblacioacuten fuente 4
322 Creacioacuten de maquinas 5
323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos 5
33 Verificacioacuten del modelo 7
34 Validacioacuten del modelo 8
35 Experimentacioacuten 8
351 Caso 1 8
352 Caso 2 9
4 Anaacutelisis de resultados 10
5 Discusioacuten y resultados 11
6 Referencias 11
1
1 INTRODUCCIOacuteN
En la era moderna la automatizacioacuten industrial deriva grandes ventajas competitivas La
sustitucioacuten de mano de obra humana por robots hace que los procesos se lleven a cabo de
forma mucho maacutes raacutepida y por supuesto mucho maacutes eficiente con menores iacutendices de
desperdicio y con la posibilidad de programar la produccioacuten de un determinado producto durante las 24 horas del diacutea los 7 diacuteas de la semana Esto implica nuevos retos o aacutereas de
oportunidad para la optimizacioacuten de dichos procesos robotizados
El Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo estaacute integrado
por una gran diversidad de equipos de calidad industrial y que a su vez son apropiados
para desarrollar trabajos de investigacioacuten Gracias al equipamiento de este laboratorio se pueden realizar pruebas experimentales en el aacuterea de Roboacutetica y Manufactura Avanzada
En este reporte se plantea la fabricacioacuten de una pieza prueba contando con el tiempo de
ciclo esperado entonces el propoacutesito es simular dicho proceso de produccioacuten y en primera
instancia comprobar los tiempos teoacutericos con los simulados asiacute como presentar como seriacutea la eficiencia esperada de la celda si dicha fuera implementada en procesos industriales
11 Manufactura automatizada
Los sistemas de manufactura automatizada emplean dispositivos de movimiento perpetuo
controlado para integrar piezas manufacturadas previamente yo sub-ensambladas en un
producto terminado o unidad de producto Para obtener un sistema general de ensamble
se pueden utilizar cierto numero de transferencias mecaacutenicas sistemas de alimentacioacuten maquinas especiales y robots
Algunas de sus aplicaciones maacutes comunes son los ensambles generales manejo de material
y transferencia de partes de ensamble Tambieacuten es altamente utilizada en ambientes
peligrosos para el personal como manejo de radiactivos sustancias toxicas o
contaminantes altas temperaturas y esfuerzos fiacutesicos extremos asiacute como centros de maquinado de carga y descarga pata un proceso de manufactura por ejemplo los centros
de maquinado secado a presioacuten empaque y maacutequinas de inyeccioacuten
12 Laboratorio de Manufactura Inteligente
El Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo estaacute integrado
por una gran diversidad de equipos de calidad industrial y que a su vez son apropiados para desarrollar trabajos de investigacioacuten Gracias al equipamiento de este laboratorio se
pueden realizar pruebas experimentales de los algoritmos desarrollados en el aacuterea de
manufactura del programa de Roboacutetica y Manufactura Avanzada de esta institucioacuten El
laboratorio cuenta con capacidad para implementar procesos reales de manufactura
desempentildeando tareas como maquinado soldadura manipulacioacuten y ensamble roboacuteticos
bandas transportadoras sistemas de inspeccioacuten visual captura de movimiento fresado y torneado por equipos de control numeacuterico
2 Definicioacuten del problema
En el Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo se
implementa una celda de manufactura automatizada disentildeada para la produccioacuten en serie
2
de un producto determinado se cuenta con robots equipados con diferentes herramentales
los cuales logran que la celda de manufactura sea altamente productiva
La Tabla 1 indica las tareas ejecutables de cada robot
Tabla 1 Disponibilidad de ejecucioacuten de tareas por tipo de robot
Funciones
Robot Ensamble Maquinado Manipulacioacuten Soldadura
KR16 X X X
KR16HW X X X
KR60 X X X
Dado que es una implementacioacuten prototipo antes de implementarlo en la industria es de
intereacutes conocer una serie de aspectos importantes para determinar si es conveniente o no
en cuestiones econoacutemicas dicha implementacioacuten Algunos puntos importantes a evaluar es
el tiempo de ciclo de produccioacuten de una pieza para asiacute comprobar que el tiempo de ciclo
estimado es el correcto asiacute como cual seraacute el tiempo total de produccioacuten Entonces
tenemos que se busca
Determinar el tiempo de ciclo del proceso
Encontrar el tiempo necesario para la produccioacuten de alguacuten volumen especifico de piezas
Determinar si es necesario o no la utilizacioacuten de un nuevo equipo (robot) en la celda
21 Producto prueba
Los elementos ilustrados en la Figura 1 componen el producto que pueden ser
manufacturado por el sistema mencionado Dicho producto se compone de cuatro
elementos una base para ensamble mecaacutenico y tres materiales para ensamble con diferentes contornos (cuadrado hexaacutegono y octaacutegono) El producto contempla en su
secuencia de produccioacuten o tareas efectuadas el moacutedulo de soldadura
Figura 1 Producto prueba
22 Recopilacioacuten de datos
La fabricacioacuten del producto prueba consta de operaciones especificas mostradas en la
Figura 2 asiacute como su tiempo recabado de operacioacuten Dichos tiempos en el modelo se
consideran constantes ya que los robots pueden producir de forma continua sin retrasos
Se asume en la simulacioacuten produccioacuten normal es decir sin existencia de paros por
mantenimiento o fallas de maquinaria
3
Figura 2 Tiempo promedio por tarea
3 Modelado por simulacioacuten
31 Formulacioacuten del modelo conceptual
En las Figuras 3 y 4 se plasma el proceso de fabricacioacuten del producto representaacutendose la
secuencia de actividades asiacute como las entradas y salidas del proceso
4
Figura 3 Modelo conceptual
Figura 4 Diagrama a detalle
32 Construccioacuten del modelo de simulacioacuten
321 Poblacioacuten fuente
El primer paso para la simulacion de este sistema fue la creacioacuten de las piezas Dicho
proceso se logra mediante el menuacute Model 1048576 Build 1048576 PartClass 1048576 Create
5
Figura 5 Creacioacuten de piezas
322 Creacioacuten de maquinas
Despueacutes de esto seraacuten creadas las maacutequinas Dicho proceso se logra mediante Model 1048576
Build 1048576 ElementClass 1048576Machine 1048576 NewMachine
Figura 6 Creacioacuten de maacutequinas
323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos
Para cada maacutequina se crea un proceso el cual ejecuta un tiempo constante por cada
operacioacuten pero un punto importante es que en especial el robot 2 KUKA ENSAMBLADOR
necesita recibir la cantidad de una pieza por cada pieza creada es decir Placa P1 P2 y P3 para su ensamblado Para ello modificaremos la loacutegica del proceso de esta maacutequina en
especiacutefico como se muestra
6
Model1048576Build1048576Modify1048576Machine(KUKAensamblador)1048576Logics1048576ProcessLogic1048576CyclicProcess
Figura 7 Menuacute principal de una maacutequina
Figura 8 Modificacioacuten de loacutegica predeterminada
3231 Establecimientos de paraacutemetros
Se modifican las entradas y las salidas ya que despueacutes de que el proceso de ensamblado
se cumple el subproducto es una pieza (Placa) en el mencionado robot 2 KUKA
ENSAMBLADOR mediante Model 1048576 process 1048576 Part Requeriments y Model 1048576 process 1048576
Products
Figura 9 Establecimientos de partes requeridas y de subproductos obtenidos
7
Se crean diferentes procesos para cada robot los cuales cuentan con distintos tiempos de
operacioacuten de la misma forma que los pasos previos
33 Verificacioacuten del modelo
Como se mencionoacute anteriormente para identificar fallos del sistema se realizan corridas
prueba De esta manera se encuentra como es mostrado en la Figura 10 Se identifica el
flujo incorrecto de piezas sobre el proceso debido a que no se teniacutea especificado como un proceso ciacuteclico
Figura 10 Corrida 1 identificacioacuten de error en el modelo
Se soluciona esto como se muestra en la Figura 11 el elemento final (buffer) cuenta con productos terminados lo que representa que el modelo se manifiesta de manera adecuada
Figura 11 Corrida correcta
8
34 Validacioacuten del modelo
Para validar los resultados obtenidos un anaacutelisis realizado anteriormente por parte del
CINVESTAV Unidad Saltillo mostraba (ver Figura 12) que el proceso tarda en finalizar un producto terminado en 615 segundos El tiempo simulado fue de 641 segundos
Existe diferencia en ambos resultados pero esto es justificado dado que se despreciaron
los tiempos de traslado de las bandas transportadora final al almaceacuten de producto
terminado
Figura 12 Tiempo simulado
Figura 13 Tiempo esperado
35 Experimentacioacuten
351 Caso 1
9
La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las
propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se
contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo
de ciclo de produccioacuten
Figura 14 Simulacioacuten del primer caso
352 Caso 2
El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible
para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto
dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno
Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso
10
4 Anaacutelisis de resultados
Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy
alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo
Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest
Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot
ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten
Figura 17 Anaacutelisis del primer caso
La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de
un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20
Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso
11
5 Discusioacuten y resultados
Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue
considerable en los dos experimentos descritos
Figura 19 Comparativo de escenarios simulados
En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable
del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es
completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots
En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar
todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo
estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos
de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria
eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema
6 Referencias
[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos
[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de
produccioacuten en configuracioacuten jobshop
RESUMEN La Industria 40 cada vez gana mayor popularidad en todo el mundo consiste principalmente en conseguir la automatizacioacuten de la industria mediante la produccioacuten robotizada Basaacutendonos en esta idea en el siguiente reporte se realiza la simulacioacuten una celda de manufactura automatizada mediante la plataforma de simulacioacuten de procesos Delmia Questreg para poder evaluar diferentes indicadores de productividad y eficiencia de dicha celda y evaluar su comportamiento en un turno de trabajo asiacute como posibles mejoras Palabras clave Celda de manufactura Automatizacioacuten Simulacioacuten de procesos
CONTENIDO
Contenido 1 INTRODUCCIOacuteN 1
11 Manufactura automatizada 1
12 Laboratorio de Manufactura Inteligente 1
2 Definicioacuten del problema 1
21 Producto prueba 2
22 Recopilacioacuten de datos 2
3 Modelado por simulacioacuten 3
31 Formulacioacuten del modelo conceptual 3
32 Construccioacuten del modelo de simulacioacuten 4
321 Poblacioacuten fuente 4
322 Creacioacuten de maquinas 5
323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos 5
33 Verificacioacuten del modelo 7
34 Validacioacuten del modelo 8
35 Experimentacioacuten 8
351 Caso 1 8
352 Caso 2 9
4 Anaacutelisis de resultados 10
5 Discusioacuten y resultados 11
6 Referencias 11
1
1 INTRODUCCIOacuteN
En la era moderna la automatizacioacuten industrial deriva grandes ventajas competitivas La
sustitucioacuten de mano de obra humana por robots hace que los procesos se lleven a cabo de
forma mucho maacutes raacutepida y por supuesto mucho maacutes eficiente con menores iacutendices de
desperdicio y con la posibilidad de programar la produccioacuten de un determinado producto durante las 24 horas del diacutea los 7 diacuteas de la semana Esto implica nuevos retos o aacutereas de
oportunidad para la optimizacioacuten de dichos procesos robotizados
El Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo estaacute integrado
por una gran diversidad de equipos de calidad industrial y que a su vez son apropiados
para desarrollar trabajos de investigacioacuten Gracias al equipamiento de este laboratorio se pueden realizar pruebas experimentales en el aacuterea de Roboacutetica y Manufactura Avanzada
En este reporte se plantea la fabricacioacuten de una pieza prueba contando con el tiempo de
ciclo esperado entonces el propoacutesito es simular dicho proceso de produccioacuten y en primera
instancia comprobar los tiempos teoacutericos con los simulados asiacute como presentar como seriacutea la eficiencia esperada de la celda si dicha fuera implementada en procesos industriales
11 Manufactura automatizada
Los sistemas de manufactura automatizada emplean dispositivos de movimiento perpetuo
controlado para integrar piezas manufacturadas previamente yo sub-ensambladas en un
producto terminado o unidad de producto Para obtener un sistema general de ensamble
se pueden utilizar cierto numero de transferencias mecaacutenicas sistemas de alimentacioacuten maquinas especiales y robots
Algunas de sus aplicaciones maacutes comunes son los ensambles generales manejo de material
y transferencia de partes de ensamble Tambieacuten es altamente utilizada en ambientes
peligrosos para el personal como manejo de radiactivos sustancias toxicas o
contaminantes altas temperaturas y esfuerzos fiacutesicos extremos asiacute como centros de maquinado de carga y descarga pata un proceso de manufactura por ejemplo los centros
de maquinado secado a presioacuten empaque y maacutequinas de inyeccioacuten
12 Laboratorio de Manufactura Inteligente
El Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo estaacute integrado
por una gran diversidad de equipos de calidad industrial y que a su vez son apropiados para desarrollar trabajos de investigacioacuten Gracias al equipamiento de este laboratorio se
pueden realizar pruebas experimentales de los algoritmos desarrollados en el aacuterea de
manufactura del programa de Roboacutetica y Manufactura Avanzada de esta institucioacuten El
laboratorio cuenta con capacidad para implementar procesos reales de manufactura
desempentildeando tareas como maquinado soldadura manipulacioacuten y ensamble roboacuteticos
bandas transportadoras sistemas de inspeccioacuten visual captura de movimiento fresado y torneado por equipos de control numeacuterico
2 Definicioacuten del problema
En el Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo se
implementa una celda de manufactura automatizada disentildeada para la produccioacuten en serie
2
de un producto determinado se cuenta con robots equipados con diferentes herramentales
los cuales logran que la celda de manufactura sea altamente productiva
La Tabla 1 indica las tareas ejecutables de cada robot
Tabla 1 Disponibilidad de ejecucioacuten de tareas por tipo de robot
Funciones
Robot Ensamble Maquinado Manipulacioacuten Soldadura
KR16 X X X
KR16HW X X X
KR60 X X X
Dado que es una implementacioacuten prototipo antes de implementarlo en la industria es de
intereacutes conocer una serie de aspectos importantes para determinar si es conveniente o no
en cuestiones econoacutemicas dicha implementacioacuten Algunos puntos importantes a evaluar es
el tiempo de ciclo de produccioacuten de una pieza para asiacute comprobar que el tiempo de ciclo
estimado es el correcto asiacute como cual seraacute el tiempo total de produccioacuten Entonces
tenemos que se busca
Determinar el tiempo de ciclo del proceso
Encontrar el tiempo necesario para la produccioacuten de alguacuten volumen especifico de piezas
Determinar si es necesario o no la utilizacioacuten de un nuevo equipo (robot) en la celda
21 Producto prueba
Los elementos ilustrados en la Figura 1 componen el producto que pueden ser
manufacturado por el sistema mencionado Dicho producto se compone de cuatro
elementos una base para ensamble mecaacutenico y tres materiales para ensamble con diferentes contornos (cuadrado hexaacutegono y octaacutegono) El producto contempla en su
secuencia de produccioacuten o tareas efectuadas el moacutedulo de soldadura
Figura 1 Producto prueba
22 Recopilacioacuten de datos
La fabricacioacuten del producto prueba consta de operaciones especificas mostradas en la
Figura 2 asiacute como su tiempo recabado de operacioacuten Dichos tiempos en el modelo se
consideran constantes ya que los robots pueden producir de forma continua sin retrasos
Se asume en la simulacioacuten produccioacuten normal es decir sin existencia de paros por
mantenimiento o fallas de maquinaria
3
Figura 2 Tiempo promedio por tarea
3 Modelado por simulacioacuten
31 Formulacioacuten del modelo conceptual
En las Figuras 3 y 4 se plasma el proceso de fabricacioacuten del producto representaacutendose la
secuencia de actividades asiacute como las entradas y salidas del proceso
4
Figura 3 Modelo conceptual
Figura 4 Diagrama a detalle
32 Construccioacuten del modelo de simulacioacuten
321 Poblacioacuten fuente
El primer paso para la simulacion de este sistema fue la creacioacuten de las piezas Dicho
proceso se logra mediante el menuacute Model 1048576 Build 1048576 PartClass 1048576 Create
5
Figura 5 Creacioacuten de piezas
322 Creacioacuten de maquinas
Despueacutes de esto seraacuten creadas las maacutequinas Dicho proceso se logra mediante Model 1048576
Build 1048576 ElementClass 1048576Machine 1048576 NewMachine
Figura 6 Creacioacuten de maacutequinas
323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos
Para cada maacutequina se crea un proceso el cual ejecuta un tiempo constante por cada
operacioacuten pero un punto importante es que en especial el robot 2 KUKA ENSAMBLADOR
necesita recibir la cantidad de una pieza por cada pieza creada es decir Placa P1 P2 y P3 para su ensamblado Para ello modificaremos la loacutegica del proceso de esta maacutequina en
especiacutefico como se muestra
6
Model1048576Build1048576Modify1048576Machine(KUKAensamblador)1048576Logics1048576ProcessLogic1048576CyclicProcess
Figura 7 Menuacute principal de una maacutequina
Figura 8 Modificacioacuten de loacutegica predeterminada
3231 Establecimientos de paraacutemetros
Se modifican las entradas y las salidas ya que despueacutes de que el proceso de ensamblado
se cumple el subproducto es una pieza (Placa) en el mencionado robot 2 KUKA
ENSAMBLADOR mediante Model 1048576 process 1048576 Part Requeriments y Model 1048576 process 1048576
Products
Figura 9 Establecimientos de partes requeridas y de subproductos obtenidos
7
Se crean diferentes procesos para cada robot los cuales cuentan con distintos tiempos de
operacioacuten de la misma forma que los pasos previos
33 Verificacioacuten del modelo
Como se mencionoacute anteriormente para identificar fallos del sistema se realizan corridas
prueba De esta manera se encuentra como es mostrado en la Figura 10 Se identifica el
flujo incorrecto de piezas sobre el proceso debido a que no se teniacutea especificado como un proceso ciacuteclico
Figura 10 Corrida 1 identificacioacuten de error en el modelo
Se soluciona esto como se muestra en la Figura 11 el elemento final (buffer) cuenta con productos terminados lo que representa que el modelo se manifiesta de manera adecuada
Figura 11 Corrida correcta
8
34 Validacioacuten del modelo
Para validar los resultados obtenidos un anaacutelisis realizado anteriormente por parte del
CINVESTAV Unidad Saltillo mostraba (ver Figura 12) que el proceso tarda en finalizar un producto terminado en 615 segundos El tiempo simulado fue de 641 segundos
Existe diferencia en ambos resultados pero esto es justificado dado que se despreciaron
los tiempos de traslado de las bandas transportadora final al almaceacuten de producto
terminado
Figura 12 Tiempo simulado
Figura 13 Tiempo esperado
35 Experimentacioacuten
351 Caso 1
9
La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las
propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se
contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo
de ciclo de produccioacuten
Figura 14 Simulacioacuten del primer caso
352 Caso 2
El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible
para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto
dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno
Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso
10
4 Anaacutelisis de resultados
Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy
alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo
Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest
Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot
ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten
Figura 17 Anaacutelisis del primer caso
La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de
un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20
Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso
11
5 Discusioacuten y resultados
Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue
considerable en los dos experimentos descritos
Figura 19 Comparativo de escenarios simulados
En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable
del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es
completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots
En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar
todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo
estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos
de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria
eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema
6 Referencias
[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos
[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de
produccioacuten en configuracioacuten jobshop
CONTENIDO
Contenido 1 INTRODUCCIOacuteN 1
11 Manufactura automatizada 1
12 Laboratorio de Manufactura Inteligente 1
2 Definicioacuten del problema 1
21 Producto prueba 2
22 Recopilacioacuten de datos 2
3 Modelado por simulacioacuten 3
31 Formulacioacuten del modelo conceptual 3
32 Construccioacuten del modelo de simulacioacuten 4
321 Poblacioacuten fuente 4
322 Creacioacuten de maquinas 5
323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos 5
33 Verificacioacuten del modelo 7
34 Validacioacuten del modelo 8
35 Experimentacioacuten 8
351 Caso 1 8
352 Caso 2 9
4 Anaacutelisis de resultados 10
5 Discusioacuten y resultados 11
6 Referencias 11
1
1 INTRODUCCIOacuteN
En la era moderna la automatizacioacuten industrial deriva grandes ventajas competitivas La
sustitucioacuten de mano de obra humana por robots hace que los procesos se lleven a cabo de
forma mucho maacutes raacutepida y por supuesto mucho maacutes eficiente con menores iacutendices de
desperdicio y con la posibilidad de programar la produccioacuten de un determinado producto durante las 24 horas del diacutea los 7 diacuteas de la semana Esto implica nuevos retos o aacutereas de
oportunidad para la optimizacioacuten de dichos procesos robotizados
El Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo estaacute integrado
por una gran diversidad de equipos de calidad industrial y que a su vez son apropiados
para desarrollar trabajos de investigacioacuten Gracias al equipamiento de este laboratorio se pueden realizar pruebas experimentales en el aacuterea de Roboacutetica y Manufactura Avanzada
En este reporte se plantea la fabricacioacuten de una pieza prueba contando con el tiempo de
ciclo esperado entonces el propoacutesito es simular dicho proceso de produccioacuten y en primera
instancia comprobar los tiempos teoacutericos con los simulados asiacute como presentar como seriacutea la eficiencia esperada de la celda si dicha fuera implementada en procesos industriales
11 Manufactura automatizada
Los sistemas de manufactura automatizada emplean dispositivos de movimiento perpetuo
controlado para integrar piezas manufacturadas previamente yo sub-ensambladas en un
producto terminado o unidad de producto Para obtener un sistema general de ensamble
se pueden utilizar cierto numero de transferencias mecaacutenicas sistemas de alimentacioacuten maquinas especiales y robots
Algunas de sus aplicaciones maacutes comunes son los ensambles generales manejo de material
y transferencia de partes de ensamble Tambieacuten es altamente utilizada en ambientes
peligrosos para el personal como manejo de radiactivos sustancias toxicas o
contaminantes altas temperaturas y esfuerzos fiacutesicos extremos asiacute como centros de maquinado de carga y descarga pata un proceso de manufactura por ejemplo los centros
de maquinado secado a presioacuten empaque y maacutequinas de inyeccioacuten
12 Laboratorio de Manufactura Inteligente
El Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo estaacute integrado
por una gran diversidad de equipos de calidad industrial y que a su vez son apropiados para desarrollar trabajos de investigacioacuten Gracias al equipamiento de este laboratorio se
pueden realizar pruebas experimentales de los algoritmos desarrollados en el aacuterea de
manufactura del programa de Roboacutetica y Manufactura Avanzada de esta institucioacuten El
laboratorio cuenta con capacidad para implementar procesos reales de manufactura
desempentildeando tareas como maquinado soldadura manipulacioacuten y ensamble roboacuteticos
bandas transportadoras sistemas de inspeccioacuten visual captura de movimiento fresado y torneado por equipos de control numeacuterico
2 Definicioacuten del problema
En el Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo se
implementa una celda de manufactura automatizada disentildeada para la produccioacuten en serie
2
de un producto determinado se cuenta con robots equipados con diferentes herramentales
los cuales logran que la celda de manufactura sea altamente productiva
La Tabla 1 indica las tareas ejecutables de cada robot
Tabla 1 Disponibilidad de ejecucioacuten de tareas por tipo de robot
Funciones
Robot Ensamble Maquinado Manipulacioacuten Soldadura
KR16 X X X
KR16HW X X X
KR60 X X X
Dado que es una implementacioacuten prototipo antes de implementarlo en la industria es de
intereacutes conocer una serie de aspectos importantes para determinar si es conveniente o no
en cuestiones econoacutemicas dicha implementacioacuten Algunos puntos importantes a evaluar es
el tiempo de ciclo de produccioacuten de una pieza para asiacute comprobar que el tiempo de ciclo
estimado es el correcto asiacute como cual seraacute el tiempo total de produccioacuten Entonces
tenemos que se busca
Determinar el tiempo de ciclo del proceso
Encontrar el tiempo necesario para la produccioacuten de alguacuten volumen especifico de piezas
Determinar si es necesario o no la utilizacioacuten de un nuevo equipo (robot) en la celda
21 Producto prueba
Los elementos ilustrados en la Figura 1 componen el producto que pueden ser
manufacturado por el sistema mencionado Dicho producto se compone de cuatro
elementos una base para ensamble mecaacutenico y tres materiales para ensamble con diferentes contornos (cuadrado hexaacutegono y octaacutegono) El producto contempla en su
secuencia de produccioacuten o tareas efectuadas el moacutedulo de soldadura
Figura 1 Producto prueba
22 Recopilacioacuten de datos
La fabricacioacuten del producto prueba consta de operaciones especificas mostradas en la
Figura 2 asiacute como su tiempo recabado de operacioacuten Dichos tiempos en el modelo se
consideran constantes ya que los robots pueden producir de forma continua sin retrasos
Se asume en la simulacioacuten produccioacuten normal es decir sin existencia de paros por
mantenimiento o fallas de maquinaria
3
Figura 2 Tiempo promedio por tarea
3 Modelado por simulacioacuten
31 Formulacioacuten del modelo conceptual
En las Figuras 3 y 4 se plasma el proceso de fabricacioacuten del producto representaacutendose la
secuencia de actividades asiacute como las entradas y salidas del proceso
4
Figura 3 Modelo conceptual
Figura 4 Diagrama a detalle
32 Construccioacuten del modelo de simulacioacuten
321 Poblacioacuten fuente
El primer paso para la simulacion de este sistema fue la creacioacuten de las piezas Dicho
proceso se logra mediante el menuacute Model 1048576 Build 1048576 PartClass 1048576 Create
5
Figura 5 Creacioacuten de piezas
322 Creacioacuten de maquinas
Despueacutes de esto seraacuten creadas las maacutequinas Dicho proceso se logra mediante Model 1048576
Build 1048576 ElementClass 1048576Machine 1048576 NewMachine
Figura 6 Creacioacuten de maacutequinas
323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos
Para cada maacutequina se crea un proceso el cual ejecuta un tiempo constante por cada
operacioacuten pero un punto importante es que en especial el robot 2 KUKA ENSAMBLADOR
necesita recibir la cantidad de una pieza por cada pieza creada es decir Placa P1 P2 y P3 para su ensamblado Para ello modificaremos la loacutegica del proceso de esta maacutequina en
especiacutefico como se muestra
6
Model1048576Build1048576Modify1048576Machine(KUKAensamblador)1048576Logics1048576ProcessLogic1048576CyclicProcess
Figura 7 Menuacute principal de una maacutequina
Figura 8 Modificacioacuten de loacutegica predeterminada
3231 Establecimientos de paraacutemetros
Se modifican las entradas y las salidas ya que despueacutes de que el proceso de ensamblado
se cumple el subproducto es una pieza (Placa) en el mencionado robot 2 KUKA
ENSAMBLADOR mediante Model 1048576 process 1048576 Part Requeriments y Model 1048576 process 1048576
Products
Figura 9 Establecimientos de partes requeridas y de subproductos obtenidos
7
Se crean diferentes procesos para cada robot los cuales cuentan con distintos tiempos de
operacioacuten de la misma forma que los pasos previos
33 Verificacioacuten del modelo
Como se mencionoacute anteriormente para identificar fallos del sistema se realizan corridas
prueba De esta manera se encuentra como es mostrado en la Figura 10 Se identifica el
flujo incorrecto de piezas sobre el proceso debido a que no se teniacutea especificado como un proceso ciacuteclico
Figura 10 Corrida 1 identificacioacuten de error en el modelo
Se soluciona esto como se muestra en la Figura 11 el elemento final (buffer) cuenta con productos terminados lo que representa que el modelo se manifiesta de manera adecuada
Figura 11 Corrida correcta
8
34 Validacioacuten del modelo
Para validar los resultados obtenidos un anaacutelisis realizado anteriormente por parte del
CINVESTAV Unidad Saltillo mostraba (ver Figura 12) que el proceso tarda en finalizar un producto terminado en 615 segundos El tiempo simulado fue de 641 segundos
Existe diferencia en ambos resultados pero esto es justificado dado que se despreciaron
los tiempos de traslado de las bandas transportadora final al almaceacuten de producto
terminado
Figura 12 Tiempo simulado
Figura 13 Tiempo esperado
35 Experimentacioacuten
351 Caso 1
9
La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las
propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se
contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo
de ciclo de produccioacuten
Figura 14 Simulacioacuten del primer caso
352 Caso 2
El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible
para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto
dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno
Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso
10
4 Anaacutelisis de resultados
Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy
alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo
Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest
Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot
ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten
Figura 17 Anaacutelisis del primer caso
La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de
un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20
Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso
11
5 Discusioacuten y resultados
Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue
considerable en los dos experimentos descritos
Figura 19 Comparativo de escenarios simulados
En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable
del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es
completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots
En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar
todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo
estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos
de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria
eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema
6 Referencias
[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos
[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de
produccioacuten en configuracioacuten jobshop
1
1 INTRODUCCIOacuteN
En la era moderna la automatizacioacuten industrial deriva grandes ventajas competitivas La
sustitucioacuten de mano de obra humana por robots hace que los procesos se lleven a cabo de
forma mucho maacutes raacutepida y por supuesto mucho maacutes eficiente con menores iacutendices de
desperdicio y con la posibilidad de programar la produccioacuten de un determinado producto durante las 24 horas del diacutea los 7 diacuteas de la semana Esto implica nuevos retos o aacutereas de
oportunidad para la optimizacioacuten de dichos procesos robotizados
El Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo estaacute integrado
por una gran diversidad de equipos de calidad industrial y que a su vez son apropiados
para desarrollar trabajos de investigacioacuten Gracias al equipamiento de este laboratorio se pueden realizar pruebas experimentales en el aacuterea de Roboacutetica y Manufactura Avanzada
En este reporte se plantea la fabricacioacuten de una pieza prueba contando con el tiempo de
ciclo esperado entonces el propoacutesito es simular dicho proceso de produccioacuten y en primera
instancia comprobar los tiempos teoacutericos con los simulados asiacute como presentar como seriacutea la eficiencia esperada de la celda si dicha fuera implementada en procesos industriales
11 Manufactura automatizada
Los sistemas de manufactura automatizada emplean dispositivos de movimiento perpetuo
controlado para integrar piezas manufacturadas previamente yo sub-ensambladas en un
producto terminado o unidad de producto Para obtener un sistema general de ensamble
se pueden utilizar cierto numero de transferencias mecaacutenicas sistemas de alimentacioacuten maquinas especiales y robots
Algunas de sus aplicaciones maacutes comunes son los ensambles generales manejo de material
y transferencia de partes de ensamble Tambieacuten es altamente utilizada en ambientes
peligrosos para el personal como manejo de radiactivos sustancias toxicas o
contaminantes altas temperaturas y esfuerzos fiacutesicos extremos asiacute como centros de maquinado de carga y descarga pata un proceso de manufactura por ejemplo los centros
de maquinado secado a presioacuten empaque y maacutequinas de inyeccioacuten
12 Laboratorio de Manufactura Inteligente
El Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo estaacute integrado
por una gran diversidad de equipos de calidad industrial y que a su vez son apropiados para desarrollar trabajos de investigacioacuten Gracias al equipamiento de este laboratorio se
pueden realizar pruebas experimentales de los algoritmos desarrollados en el aacuterea de
manufactura del programa de Roboacutetica y Manufactura Avanzada de esta institucioacuten El
laboratorio cuenta con capacidad para implementar procesos reales de manufactura
desempentildeando tareas como maquinado soldadura manipulacioacuten y ensamble roboacuteticos
bandas transportadoras sistemas de inspeccioacuten visual captura de movimiento fresado y torneado por equipos de control numeacuterico
2 Definicioacuten del problema
En el Laboratorio de Manufactura Inteligente del CINVESTAV Unidad Saltillo se
implementa una celda de manufactura automatizada disentildeada para la produccioacuten en serie
2
de un producto determinado se cuenta con robots equipados con diferentes herramentales
los cuales logran que la celda de manufactura sea altamente productiva
La Tabla 1 indica las tareas ejecutables de cada robot
Tabla 1 Disponibilidad de ejecucioacuten de tareas por tipo de robot
Funciones
Robot Ensamble Maquinado Manipulacioacuten Soldadura
KR16 X X X
KR16HW X X X
KR60 X X X
Dado que es una implementacioacuten prototipo antes de implementarlo en la industria es de
intereacutes conocer una serie de aspectos importantes para determinar si es conveniente o no
en cuestiones econoacutemicas dicha implementacioacuten Algunos puntos importantes a evaluar es
el tiempo de ciclo de produccioacuten de una pieza para asiacute comprobar que el tiempo de ciclo
estimado es el correcto asiacute como cual seraacute el tiempo total de produccioacuten Entonces
tenemos que se busca
Determinar el tiempo de ciclo del proceso
Encontrar el tiempo necesario para la produccioacuten de alguacuten volumen especifico de piezas
Determinar si es necesario o no la utilizacioacuten de un nuevo equipo (robot) en la celda
21 Producto prueba
Los elementos ilustrados en la Figura 1 componen el producto que pueden ser
manufacturado por el sistema mencionado Dicho producto se compone de cuatro
elementos una base para ensamble mecaacutenico y tres materiales para ensamble con diferentes contornos (cuadrado hexaacutegono y octaacutegono) El producto contempla en su
secuencia de produccioacuten o tareas efectuadas el moacutedulo de soldadura
Figura 1 Producto prueba
22 Recopilacioacuten de datos
La fabricacioacuten del producto prueba consta de operaciones especificas mostradas en la
Figura 2 asiacute como su tiempo recabado de operacioacuten Dichos tiempos en el modelo se
consideran constantes ya que los robots pueden producir de forma continua sin retrasos
Se asume en la simulacioacuten produccioacuten normal es decir sin existencia de paros por
mantenimiento o fallas de maquinaria
3
Figura 2 Tiempo promedio por tarea
3 Modelado por simulacioacuten
31 Formulacioacuten del modelo conceptual
En las Figuras 3 y 4 se plasma el proceso de fabricacioacuten del producto representaacutendose la
secuencia de actividades asiacute como las entradas y salidas del proceso
4
Figura 3 Modelo conceptual
Figura 4 Diagrama a detalle
32 Construccioacuten del modelo de simulacioacuten
321 Poblacioacuten fuente
El primer paso para la simulacion de este sistema fue la creacioacuten de las piezas Dicho
proceso se logra mediante el menuacute Model 1048576 Build 1048576 PartClass 1048576 Create
5
Figura 5 Creacioacuten de piezas
322 Creacioacuten de maquinas
Despueacutes de esto seraacuten creadas las maacutequinas Dicho proceso se logra mediante Model 1048576
Build 1048576 ElementClass 1048576Machine 1048576 NewMachine
Figura 6 Creacioacuten de maacutequinas
323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos
Para cada maacutequina se crea un proceso el cual ejecuta un tiempo constante por cada
operacioacuten pero un punto importante es que en especial el robot 2 KUKA ENSAMBLADOR
necesita recibir la cantidad de una pieza por cada pieza creada es decir Placa P1 P2 y P3 para su ensamblado Para ello modificaremos la loacutegica del proceso de esta maacutequina en
especiacutefico como se muestra
6
Model1048576Build1048576Modify1048576Machine(KUKAensamblador)1048576Logics1048576ProcessLogic1048576CyclicProcess
Figura 7 Menuacute principal de una maacutequina
Figura 8 Modificacioacuten de loacutegica predeterminada
3231 Establecimientos de paraacutemetros
Se modifican las entradas y las salidas ya que despueacutes de que el proceso de ensamblado
se cumple el subproducto es una pieza (Placa) en el mencionado robot 2 KUKA
ENSAMBLADOR mediante Model 1048576 process 1048576 Part Requeriments y Model 1048576 process 1048576
Products
Figura 9 Establecimientos de partes requeridas y de subproductos obtenidos
7
Se crean diferentes procesos para cada robot los cuales cuentan con distintos tiempos de
operacioacuten de la misma forma que los pasos previos
33 Verificacioacuten del modelo
Como se mencionoacute anteriormente para identificar fallos del sistema se realizan corridas
prueba De esta manera se encuentra como es mostrado en la Figura 10 Se identifica el
flujo incorrecto de piezas sobre el proceso debido a que no se teniacutea especificado como un proceso ciacuteclico
Figura 10 Corrida 1 identificacioacuten de error en el modelo
Se soluciona esto como se muestra en la Figura 11 el elemento final (buffer) cuenta con productos terminados lo que representa que el modelo se manifiesta de manera adecuada
Figura 11 Corrida correcta
8
34 Validacioacuten del modelo
Para validar los resultados obtenidos un anaacutelisis realizado anteriormente por parte del
CINVESTAV Unidad Saltillo mostraba (ver Figura 12) que el proceso tarda en finalizar un producto terminado en 615 segundos El tiempo simulado fue de 641 segundos
Existe diferencia en ambos resultados pero esto es justificado dado que se despreciaron
los tiempos de traslado de las bandas transportadora final al almaceacuten de producto
terminado
Figura 12 Tiempo simulado
Figura 13 Tiempo esperado
35 Experimentacioacuten
351 Caso 1
9
La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las
propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se
contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo
de ciclo de produccioacuten
Figura 14 Simulacioacuten del primer caso
352 Caso 2
El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible
para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto
dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno
Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso
10
4 Anaacutelisis de resultados
Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy
alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo
Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest
Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot
ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten
Figura 17 Anaacutelisis del primer caso
La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de
un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20
Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso
11
5 Discusioacuten y resultados
Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue
considerable en los dos experimentos descritos
Figura 19 Comparativo de escenarios simulados
En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable
del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es
completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots
En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar
todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo
estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos
de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria
eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema
6 Referencias
[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos
[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de
produccioacuten en configuracioacuten jobshop
2
de un producto determinado se cuenta con robots equipados con diferentes herramentales
los cuales logran que la celda de manufactura sea altamente productiva
La Tabla 1 indica las tareas ejecutables de cada robot
Tabla 1 Disponibilidad de ejecucioacuten de tareas por tipo de robot
Funciones
Robot Ensamble Maquinado Manipulacioacuten Soldadura
KR16 X X X
KR16HW X X X
KR60 X X X
Dado que es una implementacioacuten prototipo antes de implementarlo en la industria es de
intereacutes conocer una serie de aspectos importantes para determinar si es conveniente o no
en cuestiones econoacutemicas dicha implementacioacuten Algunos puntos importantes a evaluar es
el tiempo de ciclo de produccioacuten de una pieza para asiacute comprobar que el tiempo de ciclo
estimado es el correcto asiacute como cual seraacute el tiempo total de produccioacuten Entonces
tenemos que se busca
Determinar el tiempo de ciclo del proceso
Encontrar el tiempo necesario para la produccioacuten de alguacuten volumen especifico de piezas
Determinar si es necesario o no la utilizacioacuten de un nuevo equipo (robot) en la celda
21 Producto prueba
Los elementos ilustrados en la Figura 1 componen el producto que pueden ser
manufacturado por el sistema mencionado Dicho producto se compone de cuatro
elementos una base para ensamble mecaacutenico y tres materiales para ensamble con diferentes contornos (cuadrado hexaacutegono y octaacutegono) El producto contempla en su
secuencia de produccioacuten o tareas efectuadas el moacutedulo de soldadura
Figura 1 Producto prueba
22 Recopilacioacuten de datos
La fabricacioacuten del producto prueba consta de operaciones especificas mostradas en la
Figura 2 asiacute como su tiempo recabado de operacioacuten Dichos tiempos en el modelo se
consideran constantes ya que los robots pueden producir de forma continua sin retrasos
Se asume en la simulacioacuten produccioacuten normal es decir sin existencia de paros por
mantenimiento o fallas de maquinaria
3
Figura 2 Tiempo promedio por tarea
3 Modelado por simulacioacuten
31 Formulacioacuten del modelo conceptual
En las Figuras 3 y 4 se plasma el proceso de fabricacioacuten del producto representaacutendose la
secuencia de actividades asiacute como las entradas y salidas del proceso
4
Figura 3 Modelo conceptual
Figura 4 Diagrama a detalle
32 Construccioacuten del modelo de simulacioacuten
321 Poblacioacuten fuente
El primer paso para la simulacion de este sistema fue la creacioacuten de las piezas Dicho
proceso se logra mediante el menuacute Model 1048576 Build 1048576 PartClass 1048576 Create
5
Figura 5 Creacioacuten de piezas
322 Creacioacuten de maquinas
Despueacutes de esto seraacuten creadas las maacutequinas Dicho proceso se logra mediante Model 1048576
Build 1048576 ElementClass 1048576Machine 1048576 NewMachine
Figura 6 Creacioacuten de maacutequinas
323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos
Para cada maacutequina se crea un proceso el cual ejecuta un tiempo constante por cada
operacioacuten pero un punto importante es que en especial el robot 2 KUKA ENSAMBLADOR
necesita recibir la cantidad de una pieza por cada pieza creada es decir Placa P1 P2 y P3 para su ensamblado Para ello modificaremos la loacutegica del proceso de esta maacutequina en
especiacutefico como se muestra
6
Model1048576Build1048576Modify1048576Machine(KUKAensamblador)1048576Logics1048576ProcessLogic1048576CyclicProcess
Figura 7 Menuacute principal de una maacutequina
Figura 8 Modificacioacuten de loacutegica predeterminada
3231 Establecimientos de paraacutemetros
Se modifican las entradas y las salidas ya que despueacutes de que el proceso de ensamblado
se cumple el subproducto es una pieza (Placa) en el mencionado robot 2 KUKA
ENSAMBLADOR mediante Model 1048576 process 1048576 Part Requeriments y Model 1048576 process 1048576
Products
Figura 9 Establecimientos de partes requeridas y de subproductos obtenidos
7
Se crean diferentes procesos para cada robot los cuales cuentan con distintos tiempos de
operacioacuten de la misma forma que los pasos previos
33 Verificacioacuten del modelo
Como se mencionoacute anteriormente para identificar fallos del sistema se realizan corridas
prueba De esta manera se encuentra como es mostrado en la Figura 10 Se identifica el
flujo incorrecto de piezas sobre el proceso debido a que no se teniacutea especificado como un proceso ciacuteclico
Figura 10 Corrida 1 identificacioacuten de error en el modelo
Se soluciona esto como se muestra en la Figura 11 el elemento final (buffer) cuenta con productos terminados lo que representa que el modelo se manifiesta de manera adecuada
Figura 11 Corrida correcta
8
34 Validacioacuten del modelo
Para validar los resultados obtenidos un anaacutelisis realizado anteriormente por parte del
CINVESTAV Unidad Saltillo mostraba (ver Figura 12) que el proceso tarda en finalizar un producto terminado en 615 segundos El tiempo simulado fue de 641 segundos
Existe diferencia en ambos resultados pero esto es justificado dado que se despreciaron
los tiempos de traslado de las bandas transportadora final al almaceacuten de producto
terminado
Figura 12 Tiempo simulado
Figura 13 Tiempo esperado
35 Experimentacioacuten
351 Caso 1
9
La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las
propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se
contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo
de ciclo de produccioacuten
Figura 14 Simulacioacuten del primer caso
352 Caso 2
El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible
para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto
dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno
Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso
10
4 Anaacutelisis de resultados
Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy
alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo
Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest
Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot
ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten
Figura 17 Anaacutelisis del primer caso
La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de
un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20
Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso
11
5 Discusioacuten y resultados
Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue
considerable en los dos experimentos descritos
Figura 19 Comparativo de escenarios simulados
En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable
del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es
completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots
En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar
todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo
estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos
de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria
eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema
6 Referencias
[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos
[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de
produccioacuten en configuracioacuten jobshop
3
Figura 2 Tiempo promedio por tarea
3 Modelado por simulacioacuten
31 Formulacioacuten del modelo conceptual
En las Figuras 3 y 4 se plasma el proceso de fabricacioacuten del producto representaacutendose la
secuencia de actividades asiacute como las entradas y salidas del proceso
4
Figura 3 Modelo conceptual
Figura 4 Diagrama a detalle
32 Construccioacuten del modelo de simulacioacuten
321 Poblacioacuten fuente
El primer paso para la simulacion de este sistema fue la creacioacuten de las piezas Dicho
proceso se logra mediante el menuacute Model 1048576 Build 1048576 PartClass 1048576 Create
5
Figura 5 Creacioacuten de piezas
322 Creacioacuten de maquinas
Despueacutes de esto seraacuten creadas las maacutequinas Dicho proceso se logra mediante Model 1048576
Build 1048576 ElementClass 1048576Machine 1048576 NewMachine
Figura 6 Creacioacuten de maacutequinas
323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos
Para cada maacutequina se crea un proceso el cual ejecuta un tiempo constante por cada
operacioacuten pero un punto importante es que en especial el robot 2 KUKA ENSAMBLADOR
necesita recibir la cantidad de una pieza por cada pieza creada es decir Placa P1 P2 y P3 para su ensamblado Para ello modificaremos la loacutegica del proceso de esta maacutequina en
especiacutefico como se muestra
6
Model1048576Build1048576Modify1048576Machine(KUKAensamblador)1048576Logics1048576ProcessLogic1048576CyclicProcess
Figura 7 Menuacute principal de una maacutequina
Figura 8 Modificacioacuten de loacutegica predeterminada
3231 Establecimientos de paraacutemetros
Se modifican las entradas y las salidas ya que despueacutes de que el proceso de ensamblado
se cumple el subproducto es una pieza (Placa) en el mencionado robot 2 KUKA
ENSAMBLADOR mediante Model 1048576 process 1048576 Part Requeriments y Model 1048576 process 1048576
Products
Figura 9 Establecimientos de partes requeridas y de subproductos obtenidos
7
Se crean diferentes procesos para cada robot los cuales cuentan con distintos tiempos de
operacioacuten de la misma forma que los pasos previos
33 Verificacioacuten del modelo
Como se mencionoacute anteriormente para identificar fallos del sistema se realizan corridas
prueba De esta manera se encuentra como es mostrado en la Figura 10 Se identifica el
flujo incorrecto de piezas sobre el proceso debido a que no se teniacutea especificado como un proceso ciacuteclico
Figura 10 Corrida 1 identificacioacuten de error en el modelo
Se soluciona esto como se muestra en la Figura 11 el elemento final (buffer) cuenta con productos terminados lo que representa que el modelo se manifiesta de manera adecuada
Figura 11 Corrida correcta
8
34 Validacioacuten del modelo
Para validar los resultados obtenidos un anaacutelisis realizado anteriormente por parte del
CINVESTAV Unidad Saltillo mostraba (ver Figura 12) que el proceso tarda en finalizar un producto terminado en 615 segundos El tiempo simulado fue de 641 segundos
Existe diferencia en ambos resultados pero esto es justificado dado que se despreciaron
los tiempos de traslado de las bandas transportadora final al almaceacuten de producto
terminado
Figura 12 Tiempo simulado
Figura 13 Tiempo esperado
35 Experimentacioacuten
351 Caso 1
9
La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las
propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se
contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo
de ciclo de produccioacuten
Figura 14 Simulacioacuten del primer caso
352 Caso 2
El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible
para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto
dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno
Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso
10
4 Anaacutelisis de resultados
Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy
alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo
Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest
Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot
ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten
Figura 17 Anaacutelisis del primer caso
La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de
un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20
Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso
11
5 Discusioacuten y resultados
Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue
considerable en los dos experimentos descritos
Figura 19 Comparativo de escenarios simulados
En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable
del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es
completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots
En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar
todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo
estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos
de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria
eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema
6 Referencias
[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos
[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de
produccioacuten en configuracioacuten jobshop
4
Figura 3 Modelo conceptual
Figura 4 Diagrama a detalle
32 Construccioacuten del modelo de simulacioacuten
321 Poblacioacuten fuente
El primer paso para la simulacion de este sistema fue la creacioacuten de las piezas Dicho
proceso se logra mediante el menuacute Model 1048576 Build 1048576 PartClass 1048576 Create
5
Figura 5 Creacioacuten de piezas
322 Creacioacuten de maquinas
Despueacutes de esto seraacuten creadas las maacutequinas Dicho proceso se logra mediante Model 1048576
Build 1048576 ElementClass 1048576Machine 1048576 NewMachine
Figura 6 Creacioacuten de maacutequinas
323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos
Para cada maacutequina se crea un proceso el cual ejecuta un tiempo constante por cada
operacioacuten pero un punto importante es que en especial el robot 2 KUKA ENSAMBLADOR
necesita recibir la cantidad de una pieza por cada pieza creada es decir Placa P1 P2 y P3 para su ensamblado Para ello modificaremos la loacutegica del proceso de esta maacutequina en
especiacutefico como se muestra
6
Model1048576Build1048576Modify1048576Machine(KUKAensamblador)1048576Logics1048576ProcessLogic1048576CyclicProcess
Figura 7 Menuacute principal de una maacutequina
Figura 8 Modificacioacuten de loacutegica predeterminada
3231 Establecimientos de paraacutemetros
Se modifican las entradas y las salidas ya que despueacutes de que el proceso de ensamblado
se cumple el subproducto es una pieza (Placa) en el mencionado robot 2 KUKA
ENSAMBLADOR mediante Model 1048576 process 1048576 Part Requeriments y Model 1048576 process 1048576
Products
Figura 9 Establecimientos de partes requeridas y de subproductos obtenidos
7
Se crean diferentes procesos para cada robot los cuales cuentan con distintos tiempos de
operacioacuten de la misma forma que los pasos previos
33 Verificacioacuten del modelo
Como se mencionoacute anteriormente para identificar fallos del sistema se realizan corridas
prueba De esta manera se encuentra como es mostrado en la Figura 10 Se identifica el
flujo incorrecto de piezas sobre el proceso debido a que no se teniacutea especificado como un proceso ciacuteclico
Figura 10 Corrida 1 identificacioacuten de error en el modelo
Se soluciona esto como se muestra en la Figura 11 el elemento final (buffer) cuenta con productos terminados lo que representa que el modelo se manifiesta de manera adecuada
Figura 11 Corrida correcta
8
34 Validacioacuten del modelo
Para validar los resultados obtenidos un anaacutelisis realizado anteriormente por parte del
CINVESTAV Unidad Saltillo mostraba (ver Figura 12) que el proceso tarda en finalizar un producto terminado en 615 segundos El tiempo simulado fue de 641 segundos
Existe diferencia en ambos resultados pero esto es justificado dado que se despreciaron
los tiempos de traslado de las bandas transportadora final al almaceacuten de producto
terminado
Figura 12 Tiempo simulado
Figura 13 Tiempo esperado
35 Experimentacioacuten
351 Caso 1
9
La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las
propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se
contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo
de ciclo de produccioacuten
Figura 14 Simulacioacuten del primer caso
352 Caso 2
El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible
para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto
dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno
Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso
10
4 Anaacutelisis de resultados
Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy
alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo
Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest
Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot
ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten
Figura 17 Anaacutelisis del primer caso
La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de
un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20
Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso
11
5 Discusioacuten y resultados
Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue
considerable en los dos experimentos descritos
Figura 19 Comparativo de escenarios simulados
En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable
del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es
completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots
En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar
todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo
estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos
de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria
eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema
6 Referencias
[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos
[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de
produccioacuten en configuracioacuten jobshop
5
Figura 5 Creacioacuten de piezas
322 Creacioacuten de maquinas
Despueacutes de esto seraacuten creadas las maacutequinas Dicho proceso se logra mediante Model 1048576
Build 1048576 ElementClass 1048576Machine 1048576 NewMachine
Figura 6 Creacioacuten de maacutequinas
323 Establecimiento de procesos ciacuteclicos
Para cada maacutequina se crea un proceso el cual ejecuta un tiempo constante por cada
operacioacuten pero un punto importante es que en especial el robot 2 KUKA ENSAMBLADOR
necesita recibir la cantidad de una pieza por cada pieza creada es decir Placa P1 P2 y P3 para su ensamblado Para ello modificaremos la loacutegica del proceso de esta maacutequina en
especiacutefico como se muestra
6
Model1048576Build1048576Modify1048576Machine(KUKAensamblador)1048576Logics1048576ProcessLogic1048576CyclicProcess
Figura 7 Menuacute principal de una maacutequina
Figura 8 Modificacioacuten de loacutegica predeterminada
3231 Establecimientos de paraacutemetros
Se modifican las entradas y las salidas ya que despueacutes de que el proceso de ensamblado
se cumple el subproducto es una pieza (Placa) en el mencionado robot 2 KUKA
ENSAMBLADOR mediante Model 1048576 process 1048576 Part Requeriments y Model 1048576 process 1048576
Products
Figura 9 Establecimientos de partes requeridas y de subproductos obtenidos
7
Se crean diferentes procesos para cada robot los cuales cuentan con distintos tiempos de
operacioacuten de la misma forma que los pasos previos
33 Verificacioacuten del modelo
Como se mencionoacute anteriormente para identificar fallos del sistema se realizan corridas
prueba De esta manera se encuentra como es mostrado en la Figura 10 Se identifica el
flujo incorrecto de piezas sobre el proceso debido a que no se teniacutea especificado como un proceso ciacuteclico
Figura 10 Corrida 1 identificacioacuten de error en el modelo
Se soluciona esto como se muestra en la Figura 11 el elemento final (buffer) cuenta con productos terminados lo que representa que el modelo se manifiesta de manera adecuada
Figura 11 Corrida correcta
8
34 Validacioacuten del modelo
Para validar los resultados obtenidos un anaacutelisis realizado anteriormente por parte del
CINVESTAV Unidad Saltillo mostraba (ver Figura 12) que el proceso tarda en finalizar un producto terminado en 615 segundos El tiempo simulado fue de 641 segundos
Existe diferencia en ambos resultados pero esto es justificado dado que se despreciaron
los tiempos de traslado de las bandas transportadora final al almaceacuten de producto
terminado
Figura 12 Tiempo simulado
Figura 13 Tiempo esperado
35 Experimentacioacuten
351 Caso 1
9
La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las
propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se
contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo
de ciclo de produccioacuten
Figura 14 Simulacioacuten del primer caso
352 Caso 2
El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible
para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto
dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno
Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso
10
4 Anaacutelisis de resultados
Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy
alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo
Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest
Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot
ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten
Figura 17 Anaacutelisis del primer caso
La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de
un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20
Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso
11
5 Discusioacuten y resultados
Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue
considerable en los dos experimentos descritos
Figura 19 Comparativo de escenarios simulados
En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable
del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es
completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots
En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar
todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo
estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos
de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria
eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema
6 Referencias
[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos
[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de
produccioacuten en configuracioacuten jobshop
6
Model1048576Build1048576Modify1048576Machine(KUKAensamblador)1048576Logics1048576ProcessLogic1048576CyclicProcess
Figura 7 Menuacute principal de una maacutequina
Figura 8 Modificacioacuten de loacutegica predeterminada
3231 Establecimientos de paraacutemetros
Se modifican las entradas y las salidas ya que despueacutes de que el proceso de ensamblado
se cumple el subproducto es una pieza (Placa) en el mencionado robot 2 KUKA
ENSAMBLADOR mediante Model 1048576 process 1048576 Part Requeriments y Model 1048576 process 1048576
Products
Figura 9 Establecimientos de partes requeridas y de subproductos obtenidos
7
Se crean diferentes procesos para cada robot los cuales cuentan con distintos tiempos de
operacioacuten de la misma forma que los pasos previos
33 Verificacioacuten del modelo
Como se mencionoacute anteriormente para identificar fallos del sistema se realizan corridas
prueba De esta manera se encuentra como es mostrado en la Figura 10 Se identifica el
flujo incorrecto de piezas sobre el proceso debido a que no se teniacutea especificado como un proceso ciacuteclico
Figura 10 Corrida 1 identificacioacuten de error en el modelo
Se soluciona esto como se muestra en la Figura 11 el elemento final (buffer) cuenta con productos terminados lo que representa que el modelo se manifiesta de manera adecuada
Figura 11 Corrida correcta
8
34 Validacioacuten del modelo
Para validar los resultados obtenidos un anaacutelisis realizado anteriormente por parte del
CINVESTAV Unidad Saltillo mostraba (ver Figura 12) que el proceso tarda en finalizar un producto terminado en 615 segundos El tiempo simulado fue de 641 segundos
Existe diferencia en ambos resultados pero esto es justificado dado que se despreciaron
los tiempos de traslado de las bandas transportadora final al almaceacuten de producto
terminado
Figura 12 Tiempo simulado
Figura 13 Tiempo esperado
35 Experimentacioacuten
351 Caso 1
9
La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las
propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se
contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo
de ciclo de produccioacuten
Figura 14 Simulacioacuten del primer caso
352 Caso 2
El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible
para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto
dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno
Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso
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4 Anaacutelisis de resultados
Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy
alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo
Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest
Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot
ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten
Figura 17 Anaacutelisis del primer caso
La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de
un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20
Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso
11
5 Discusioacuten y resultados
Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue
considerable en los dos experimentos descritos
Figura 19 Comparativo de escenarios simulados
En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable
del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es
completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots
En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar
todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo
estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos
de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria
eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema
6 Referencias
[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos
[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de
produccioacuten en configuracioacuten jobshop
7
Se crean diferentes procesos para cada robot los cuales cuentan con distintos tiempos de
operacioacuten de la misma forma que los pasos previos
33 Verificacioacuten del modelo
Como se mencionoacute anteriormente para identificar fallos del sistema se realizan corridas
prueba De esta manera se encuentra como es mostrado en la Figura 10 Se identifica el
flujo incorrecto de piezas sobre el proceso debido a que no se teniacutea especificado como un proceso ciacuteclico
Figura 10 Corrida 1 identificacioacuten de error en el modelo
Se soluciona esto como se muestra en la Figura 11 el elemento final (buffer) cuenta con productos terminados lo que representa que el modelo se manifiesta de manera adecuada
Figura 11 Corrida correcta
8
34 Validacioacuten del modelo
Para validar los resultados obtenidos un anaacutelisis realizado anteriormente por parte del
CINVESTAV Unidad Saltillo mostraba (ver Figura 12) que el proceso tarda en finalizar un producto terminado en 615 segundos El tiempo simulado fue de 641 segundos
Existe diferencia en ambos resultados pero esto es justificado dado que se despreciaron
los tiempos de traslado de las bandas transportadora final al almaceacuten de producto
terminado
Figura 12 Tiempo simulado
Figura 13 Tiempo esperado
35 Experimentacioacuten
351 Caso 1
9
La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las
propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se
contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo
de ciclo de produccioacuten
Figura 14 Simulacioacuten del primer caso
352 Caso 2
El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible
para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto
dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno
Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso
10
4 Anaacutelisis de resultados
Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy
alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo
Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest
Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot
ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten
Figura 17 Anaacutelisis del primer caso
La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de
un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20
Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso
11
5 Discusioacuten y resultados
Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue
considerable en los dos experimentos descritos
Figura 19 Comparativo de escenarios simulados
En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable
del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es
completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots
En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar
todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo
estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos
de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria
eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema
6 Referencias
[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos
[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de
produccioacuten en configuracioacuten jobshop
8
34 Validacioacuten del modelo
Para validar los resultados obtenidos un anaacutelisis realizado anteriormente por parte del
CINVESTAV Unidad Saltillo mostraba (ver Figura 12) que el proceso tarda en finalizar un producto terminado en 615 segundos El tiempo simulado fue de 641 segundos
Existe diferencia en ambos resultados pero esto es justificado dado que se despreciaron
los tiempos de traslado de las bandas transportadora final al almaceacuten de producto
terminado
Figura 12 Tiempo simulado
Figura 13 Tiempo esperado
35 Experimentacioacuten
351 Caso 1
9
La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las
propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se
contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo
de ciclo de produccioacuten
Figura 14 Simulacioacuten del primer caso
352 Caso 2
El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible
para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto
dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno
Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso
10
4 Anaacutelisis de resultados
Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy
alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo
Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest
Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot
ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten
Figura 17 Anaacutelisis del primer caso
La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de
un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20
Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso
11
5 Discusioacuten y resultados
Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue
considerable en los dos experimentos descritos
Figura 19 Comparativo de escenarios simulados
En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable
del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es
completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots
En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar
todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo
estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos
de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria
eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema
6 Referencias
[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos
[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de
produccioacuten en configuracioacuten jobshop
9
La primera experimentacioacuten 1 se lleva a cabo buscando comprobar factibilidad una de las
propuestas por parte del tomador de decisiones del CINVESTAV el cual era que se
contemplaba y se teniacutea listo un nuevo robot que por consecuencia disminuiriacutea el tiempo
de ciclo de produccioacuten
Figura 14 Simulacioacuten del primer caso
352 Caso 2
El caso dos es una propuesta hacia el tomador de decisioacuten ya que si el robot estaacute disponible
para implementarlo en la celda si pudiera ser utilizado pero en otra parte del proceso esto
dado al anaacutelisis de los resultados que arroja el experimento uno
Figura 15 Simulacioacuten del segundo caso
10
4 Anaacutelisis de resultados
Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy
alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo
Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest
Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot
ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten
Figura 17 Anaacutelisis del primer caso
La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de
un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20
Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso
11
5 Discusioacuten y resultados
Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue
considerable en los dos experimentos descritos
Figura 19 Comparativo de escenarios simulados
En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable
del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es
completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots
En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar
todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo
estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos
de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria
eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema
6 Referencias
[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos
[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de
produccioacuten en configuracioacuten jobshop
10
4 Anaacutelisis de resultados
Se puede apreciar que el porcentaje de utilizacioacuten del robot KUKA ENSAMBLADOR es muy
alto es decir el proceso recae en demasiacutea en este robot lo que con lleva desgaste y continuos paros por mantenimiento preventivo o correctivo
Figura 16 Anaacutelisis Delmia Quest
Para el primer caso la reduccioacuten de tiempo de conclusioacuten es decir se redujo el tiempo total en un 50 Otro punto a destacar es el balance de la carga de trabajo del robot
ensamblador pero el robot manipulador 1 tiene pobre utilizacioacuten
Figura 17 Anaacutelisis del primer caso
La experimentacioacuten se nivela completamente en el segundo caso ya que la reubicacioacuten de
un robot ensamblador ofrece una carga de trabajo en promedio 20
Figura 18 Anaacutelisis del segundo caso
11
5 Discusioacuten y resultados
Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue
considerable en los dos experimentos descritos
Figura 19 Comparativo de escenarios simulados
En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable
del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es
completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots
En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar
todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo
estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos
de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria
eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema
6 Referencias
[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos
[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de
produccioacuten en configuracioacuten jobshop
11
5 Discusioacuten y resultados
Se puede apreciar en la siguiente graacutefica como la disminucioacuten de los tiempos fue
considerable en los dos experimentos descritos
Figura 19 Comparativo de escenarios simulados
En el caso del experimento 1 si es conveniente agregar otro robot por la disminucioacuten notable
del tiempo de produccioacuten ademaacutes que se demuestra que con esta adecuacioacuten otro robot es
completamente innecesario en este experimento se trabaja con 4 robots
En el experimento 2 si el tomador de decisiones elige que de igual forma se quiere utilizar
todos los robots disponibles se agregariacutea en el aacuterea de ensamble y asiacute se tiene una reduccioacuten de 2000 segundos La mejor opcioacuten es el experimento 2 ya que reduce el tiempo
estimado teoacuterico por parte del CINVESTAV Maacutes aun que praacutecticamente no implica gastos
de mantenimiento y operacioacuten por la incorporacioacuten de un nuevo robot ya que otro seria
eliminado de la celda por su nula utilizacioacuten en el sistema
6 Referencias
[1] Jaime Barcelo - Simulacioacuten de sistemas discretos
[2] Ricardo Perez-Rodriguez Arturo Hernaacutendez-Aguirre - Simulacioacuten de procesos de
produccioacuten en configuracioacuten jobshop