1) El documento describe los sistemas de manufactura integrada por computadora (CIM), los cuales usan computadoras para mejorar todos los aspectos del proceso de manufactura desde el diseño hasta la distribución. 2) Estos sistemas pueden reducir costos, mejorar la calidad y aumentar la productividad. 3) También cubre temas como diseño asistido por computadora (CAD), líneas de transferencia, y sistemas de visión para inspección.

1. Introducción
Dado el alto nivel de competitividad en el mercado nacional e
internacional, las compañías necesitan abatir sus tiempos de diseño.
Se dan a conocer sus componentes y lo que implica su
implementación en el medio industrial bajo la óptica de las medianas
y pequeñas empresas.
La aplicación de los sistemas computacionales para el diseño y la
manufactura han tenido un amplio desarrollo y se han extendido a
diversos sectores productivos.
Una herramienta poderosa para todo tipo de industria es el uso de la
tecnología computacional en las labores de dibujo y diseño.
Objetivo
Conoceremos sus componentes y lo que implica su implementación
en el medio industrial bajo la óptica de las medianas y pequeñas
empresas de manufactura con altos niveles de calidad.

2. Manufactura integrada por computadora (CIM)
John W. Bernard lo define como "la integración de las computadoras
digitales en todos los aspectos del proceso de manufacturad'.' Otra
definición afirma que se trata de un sistema complejo, de múltiples
capas diseñado con el propósito de minimizar los gastos y crear
riqueza en todos los aspectos.
La manufactura integrada por computadora (CIM) es un concepto
acuñado a principios de los ´70 (Harrington 1973). Esta se propone
utilizar el poder de análisis, cálculo y procesamiento de las
computadoras al servicio de la producción de bienes de mercado. CIM
cubre varios aspectos de la industria, que van desde el diseño, la
ingeniería, la manufactura hasta la logística, el almacenamiento y la
distribución de los productos. El objetivo de esta tecnología es
incrementar la capacidad de manufacturar piezas, productos
terminados o semielaborados usando el mismo grupo de máquinas.
Para ello se requiere que las herramientas utilizadas sean flexibles y
capaces de modificar su programación adaptándose a los nuevos
requerimientos del mercado.
Ventajas y Desventajas del CIM
Ventajas
Reducción en costos de diseño
Reducción en tiempo perdido
Incremento de la calidad del producto
Incremento en el aprovechamiento de los ingenieros respecto de la
extensión y profundidad de sus análisis
Incremento de la productividad de las operaciones de producción
Incremento de la productividad de las máquinas
Reducción de trabajo en el proceso
Reducción de los costos de personal

3. Desventajas
Altos Costos
Capacitación de los empleados
Resistencia al cambio
OBJETIVOS DE LAS LÍNEAS DE TRANSFERENCIA
Una línea de flujo
automatizada está compuesta de
varias máquinas o estaciones de
trabajo las cuales están conectadas
por dispositivos que transfieren los
componentes entre las estaciones.
La transferencia de componentes se
da automáticamente y las estaciones
de trabajo llevan a cabo
automáticamente sus funciones
específicas. La línea de flujo puede
ser simbolizada como se muestra a
la derecha.
Objetivos de las líneas de transferencia. Las líneas de
transferencia son generalmente el más apropiado medio de
producción en caso de una producción relativamente estable, grandes
demandas y donde el proceso de manufactura requiere mucha mano
de obra.

4. Entonces sus principales objetivos son:
1. Reducir el costo de mano de obra.
2. Incrementar la tasa de producción.
3. Reducir el inventario en proceso.
4. Minimizar el manejo de material.
5. Conseguir la especialización de las operaciones.
6. Conseguir la integración de las operaciones.
CLASIFICACIÓN DE LAS LÍNEAS DE TRANSFERENCIA
Tipos de líneas de Transferencia.
Hay actualmente dos formas generales que el flujo de trabajo
puede tener.
Esas dos configuraciones son en línea y rotarys.
Tipo En-Línea. La configuración en línea consiste de una
secuencia de estaciones de trabajo en un arreglo de líneas. La línea
puede tener ángulos de 90 grados para reorientar la pieza de trabajo,
por limitaciones de la distribución de planta y otras razones, pero es
considerada configuración en línea.
Tipo Rotary. La configuración en rotary, las piezas de trabajo
son colocadas alrededor de una tabla circular o disco. Las estaciones
de trabajo son estacionarias y usualmente localizadas alrededor de la
periferia externa del disco. Las partes se mueven en la tabla rotando
y son registradas o posicionadas, en un sentido, en cada estación
para su operación de ensamble. Este tipo de equipo es
frecuentemente referido como maquinas de posición y la
configuración es la siguiente.

5. La selección entre los dos tipos depende de la aplicación. El tipo
de rotary es limitado a pequeñas piezas y a más pocas estaciones. No
hay mucha flexibilidad en el diseño de la configuración del rotary. Por
ejemplo, el tipo de disco no permite por si mismo proveer un almacén
entre estaciones. Por otro lado, el rotary usualmente envuelve piezas
de equipo de bajo costo y regularmente requiere menos espacio en el
piso.
El diseño en Línea es preferible para piezas grandes y pueden
acomodar un gran número de estaciones de trabajo. Las maquinas en
línea pueden fabricar con un almacén para suavizar el efecto de los
paros irregulares.
APLICACIÓN DE LAS LÍNEAS DE TRANSFERENCIA
Los sistemas de transferencia han sido diseñados para
desarrollar una gran variedad de diferentes procesos de corte de
metal. De hecho es difícil pensar operaciones de maquinado que
deban ser excluidas de la lista. Las aplicaciones típicas incluyen
operaciones tales como: fresado, barrenado, taladrado, refrentado,
etc. Sin embargo es también posible hacer operaciones tales como
torneado y granallado en estos sistemas.
Hay varios tipos de maquinas mecanizadas y automáticas que
desarrollan una secuencia de operaciones simultáneamente en
diferentes piezas de trabajo. Ellas incluyen maquinas de discos y
líneas de transferencia.

6. Las líneas de transferencia originales representaban la
“automatización rígida”, la cual estaba diseñada para la producción
masiva de un sólo producto; cualquier cambio en el producto hacia
obsoleta la línea. Con los avances recientes en automatización y el
desarrollo de controladores de bajo costo se dio la creación de
estaciones de trabajo programables y líneas de flujo flexibles.
Objetivos del sistema de visión variables (SMMV)
Su implementación en una empresa genera un aumento en el nivel
de producción y una reducción en los costos de fabricación, elevando
los niveles de competitividad en el mercado nacional e internacional.
Los sistemas de visión permiten inspeccionar el proceso de
producción sin fatigas ni distracciones, facilitando la cuantificación de
las variables de calidad traduciéndose en un mejoramiento continuo.
Aplicaciones de los SMMV
Los sistemas de visión completan tareas de inspección con un alto
nivel de flexibilidad y repetibilidad, nunca se cansan, se aburren o se
distraen y pueden ser dispuestos a trabajar en ambiente rudos,
donde los inspectores humanos no pueden trabajar bajo condiciones
de seguridad.
Principales beneficios son:
- Reducción de rechazos e incidencias en la producción.
- Aumento de la productividad.
- Aumento y fidelidad de clientes.
- Mejora de las relaciones con los clientes.
- Mayor compromiso con los requisitos del cliente.
- Organización del trabajo.
Diseño asistido por computadora (CAD)
El diseño asistido por computadora u ordenador, más conocido
por sus siglas inglesas CAD (computer-aided design), es el uso de un
amplio rango de herramientas computacionales que asisten a
ingenieros, arquitectos y a otros profesionales del diseño en sus
respectivas actividades. El CAD es también utilizado en el marco de
procesos de administración del ciclo de vida de productos (en inglés
product lifecycle management).

7. También se puede llegar a encontrar denotado con las siglas CADD
(computer-aided design and drafting), que significan "dibujo y diseño
asistido por computadora" .
Estas herramientas se pueden dividir básicamente en programas de
dibujo en dos dimensiones (2D) y modeladores en tres dimensiones
(3D). Las herramientas de dibujo en 2D se basan en entidades
geométricas vectoriales como puntos, líneas, arcos y polígonos, con
las que se puede operar a través de una interfaz gráfica. Los
modeladores en 3D añaden superficies y sólidos.
La implementación de sistemas CAD / CAM es una decisión
fundamental que depende de cuánto de la tecnología se necesitará en
una empresa / trabajo en particular. Si el trabajo que se realizará es
una sola pieza, que a largo plazo sufrirá solo pequeñas
modificaciones, se necesitará un CAD simple; en cambio, si se habla
de productos con múltiples piezas y con necesidad de
intercambiabilidad, estamos hablando de un computador sofisticado y
un programa más complicado. Esto significa además que al planificar
una inversión en hardware y software debe planificarse fríamente, de
tal manera de conocer el ciclo de vida de los equipos y de los
programas. Las empresas que implementan este sistema no deben
pensar que tendrán solo un costo inicial y después andará todo sobre
ruedas, pues en la práctica, el uso de estos sistemas implica costos y
necesidades constantes, fundamentalmente por los apresurados
cambios tecnológicos que se producen hoy en día.
Sin embargo, la diferencia de costo y potencia entre las plataformas
computacionales requeridas para un CAD y un CAD / CAM ya no son
tan notorias. Esto se debe a que los computadores personales ya son
suficientes para manejar el software, y los costos de éste o aquel son
similares, así como el costo de su puesta en marcha (díganse
operadores, cursos, implementación, etc.). Lamentablemente, en
caso de que el software no sea muy compatible o esté pasado de
moda, se pierde plata. Por esto la industria computacional ha tendido
a una mayor estandarización de sus productos, con el fin también de
disminuir costos, así como ha implementado el concepto de Upgrade,
el cual permite conseguir la última tecnología dando la antigua "en
parte de pago".

8. La modelación básica, la modelación del ensamblado, el cuidar los
detalles, el dibujo y la documentación son las herramientas que
componen la plataforma de software en el ambiente CAD / CAM.
En el mundo del CAD / CAM, el primer foco está apuntado a la
geometría. Es, al mismo tiempo, la herramienta con la que el sistema
se construye y la primera constante en cualquiera de sus
aplicaciones. Muchos sistemas CAD / CAM disponibles están
confinados a la creación de diseños y dibujos a través de los gráficos
de un computador. Otros proveen un más comprensivo juego de
herramientas y geometría, tal y como lo permite la tecnología actual.
Los métodos básicos de modelación usados por estos sistemas son
los que definen su precio, capacidad y productividad para el usuario.
Por ejemplo, Los sistemas de dibujo de dos dimensiones requieren
algoritmos matemáticos más simples, y producen archivos menores.
Los de dos y media dimensiones necesitan procesadores más
poderosos, pero proveen información de profundidad, muestran
imágenes tridimensionales y generan vistas que aumentan la
productividad. En ambos sistemas, sin embargo, los métodos
generalmente replican los método manuales de diseño. Los sistemas
de dibujo de tres dimensiones proveen la más alta productividad,
calidad y ganancias en diseño, pero requieren computadores y
memorias considerablemente más grandes. Si los productos son solo
dibujos, un sistema de dos dimensiones bastará. Por otro lado, un
sistema de dos dimensiones tendrá muy pocas posibilidades de
expandirse a un sistema mayor.
• Dos dimensiones (2D): Con pocas excepciones, la mayor parte
de los sistemas CAD / CAM comenzaron implementando
herramientas geométricas de dos dimensiones. Hoy en día se
siguen usando, a pesar de no dar la mejor productividad, ni
siquiera en dibujos de solo dos dimensiones. Un buen sistema
de dos dimensiones debe poder dibujar a través de
proyecciones, aceptar los formatos internacionales de dibujo,
tener alta velocidad, tener librerías, aceptar los formatos
internacionales de medidas, tener un buen set de estilos y
portes de letras y ser escalable. El sistema puede basarse en
vectores o en puntos en el espacio, siendo el primero el más
indicado, pues debería ser capaz de detallar despieces de
modelos tridimensionales y tener una posibilidad para
ampliarse a un sistema 3D.
• Dos y media dimensiones (2-½D): Uno se podría preguntar:
¿Qué es media dimensión? En los sistemas CAD / CAM eso
implica que el sistema maneja los datos de profundidad del
modelo y ofrece normalmente la posibilidad de mostrar la

9. apariencia tridimensional de él, usando técnicas
bidimensionales con representaciones ortográficas. Muchas
veces, Los sistemas 2-½D están equipados para diseño y
manufactura de productos simples o planchas, y son muy
utilizados por compañías cuyos productos consisten más de
partes compradas que de partes manufacturadas, en las cuales
interfaces, interacciones e interferencias entre partes están
dadas más que por calcular. Sin embargo los sistemas 2-½D
proveen limitadas mejoras en calidad y productividad por un
costo ínfimamente superior a los sistemas 2D.
• Tres dimensiones (3D): La modelación en tres dimensiones es
la puerta de entrada a un ambiente CAD / CAM completo. A
pesar de que los sistemas 3D no son necesariamente ocupados
para todos los ambientes de diseño, ingeniería y manufactura,
muchos de los sistemas tridimensionales de CAD / CAM pueden
replicar las funciones de sistemas 2D y 2-½D si así se requiere.
Los sistemas 3D pueden separarse en tres clases:
- Wireframe (malla): En el sistema wireframe, el modelo 3D es
creado y guardado solo como una representación geométrica de
aristas y puntos dentro del modelo. Los modelos 3D wireframe son
transparentes en la realidad y por esta razón requieren un usuario de
experiencia y gran conocimiento del modelo antes de entender
claramente la representación. Una ventaja de los sistemas 3D es la
generación automática de vistas y dibujos de una parte de los
modelos. Esto ayuda en calidad, productividad, preparación y
manufactura del producto. Sin embargo, el sistema wireframe
requiere de un gran esfuerzo para desplegar imágenes limpias del
modelo 3D completo.
- Superficies: La adición de información de las superficies al modelo
3D resulta en imágenes gráficas mejoradas cuando se traspasa a
aplicaciones manufactureras como CNC. La modelación de superficie
permite grados variables de precisión en el modelo CAD / CAM desde
muy preciso, en el caso de superficies planeadas o regladas o
superficies de revolución, a menores niveles de precisión en
superficies esculpidas.
- Sólidos: La modelación por sólidos es el último método de
modelación geométrica para el ambiente CAD / CAM. Un factor
determinante para automatizar el diseño a través del proceso de
manufactura, esta herramienta permite almacenar información
precisa sobre piezas dadas. Los modelos sólidos pueden ser divididos
en CSG (Constructive Solid Geometry) y BREP (Boundary
Representation). CSG consiste en usar cajas primitivas, como cubos,
cilindros, conos, toros, etc., sacándoles partes a ellas para crear una

10. imagen sólida del modelo. Los sólidos BREP pueden ser almacenados
de dos maneras: Con superficies verdaderas y topología del modelo o
solo con superficies ordenadas, de tal manera que cuando necesite
calcular algo lo haga, y no lo tenga guardado de gusto como en el
primer caso. En resumen, la modelación por sólidos es la mejor
manera de lograr buenos resultados, tanto en análisis como en dibujo
y velocidad, con la sola salvedad de que requiere computadores
potentes.
Un sistema 3D debería elegirse en la práctica por las siguientes
razones:
• Mejoras en calidad del producto y en tolerancias y alineamiento
entre partes
• Reducción del tiempo de diseño y de potenciales problemas de
manufactura
• Soporte de automatización mejorada para diseño, análisis,
manufactura e inspección
• Soporte de 2D cuando se requiera sin restringir futuros
métodos o expansiones
Uno de las más importantes compensaciones que se obtiene de los
sistemas CAD / CAM es en el área de chequeo, verificación de diseño
y manufactura del producto.
Hay distintas maneras de generar modelos de ensamblado en estos
sistemas, los cuales son: modelos en modelos, componentes o figuras
y ensamblados inteligentes. Todo va en el software y hardware del
que se disponga.
Manufactura asistida por computadora (CAM)
La fabricación asistida por computadora (en Hispanoamérica) o
fabricación asistida por ordenador (en España), también conocida
por las siglas en inglés CAM (Computer Aided Manufacturing), implica
el uso de computadores y tecnología de cómputo para ayudar en
todas las fases de la manufactura de un producto, incluyendo la
planificación del proceso y la producción, mecanizado,
calendarización, administración y control de calidad, con una
intervención del operario mínima.
Debido a sus ventajas, se suele combinar el diseño y la fabricación
asistidos por computadora en los sistemas CAD/CAM. Esta

11. combinación permite la transferencia de información desde la etapa
de diseño a la etapa de planificación para la fabricación de un
producto, sin necesidad de volver a capturar manualmente los datos
geométricos de la pieza. La base de datos que se desarrolla durante
el CAD es procesada por el CAM, para obtener los datos y las
instrucciones necesarias para operar y controlar la maquinaria de
producción, el equipo de manejo de materiales y las pruebas e
inspecciones automatizadas para establecer la calidad del producto.
Una función de CAD/CAM importante en operaciones de mecanizado
es la posibilidad de describir la trayectoria de la herramienta para
diversas operaciones, como por ejemplo torneado, fresado y
taladrado con control numérico. Las instrucciones o programas se
generan en computadora, y pueden modificar el programador para
optimizar la trayectoria de las herramientas. El ingeniero o el técnico
pueden entonces mostrar y comprobar visualmente si la trayectoria
tiene posibles colisiones con prensas, soportes u otros objetos.
En cualquier momento es posible modificar la trayectoria de la
herramienta para tener en cuenta otras formas de piezas que se
vayan a mecanizar. También, los sistemas CAD/CAM son capaces de
codificar y clasificar las piezas que tengan formas semejantes en
grupos, mediante codificación alfanumérica.
Algunos ejemplos de CAM son: el fresado programado por control
numérico, la realización de agujeros en circuitos automáticamente
por un robot, y la soldadura automática de componentes SMD en una
planta de montaje.
El surgimiento del CAD/CAM ha tenido un gran impacto en la
manufactura al normalizar el desarrollo de los productos y reducir los
esfuerzos en el diseño, pruebas y trabajo con prototipos. Esto ha
hecho posible reducir los costos de forma importante, y mejorar la
productividad. Por ejemplo, el avión bimotor de pasajeros Boeing 777
fue diseñado en su totalidad en computadora con 2000 estaciones de
trabajo conectadas a ocho computadoras. Este avión se construye de
forma directa con los programas CAD/CAM desarrollados (y el
sistema ampliado CATIA), y no se construyeron prototipos ni
simulaciones, como los que se requirieron en los modelos anteriores.
El costo de este desarrollo fue del orden de seis mil millones de
dólares.
Algunas aplicaciones características del CAD/CAM son las siguientes:

12. • Calendarización para control numérico, control numérico
computarizado y robots industriales.
• Diseño de dados y moldes para fundición en los que, por
ejemplo, se reprograman tolerancias de contracción (pieza II).
• Dados para operaciones de trabajo de metales, por ejemplo,
dados complicados para formado de láminas, y dados
progresivos para estampado.
• Diseño de herramientas y sopones, y electrodos para
electroerosión.
• Control de calidad e inspección; por ejemplo, máquinas de
medición por coordenadas programadas en una estación de
trabajo CAD/CAM.
• Planeación y calendarización de proceso.
• Distribución de planta.
Aplicaciones industriales (CAD-CAM)
Las aplicaciones en el ambiente CAD / CAM pueden ser separadas en
tres tipos principales: función, disciplina e industria.
Las aplicaciónes industriales del CAD-CAM se enfocan en la
aeroespacial, la automotriz, electronica de consumo, etc.
Las aplicaciones industriales son creadas con el software específico
para disciplinas o industrias, y la adición de librerías y herramientas
especiales para cada proceso en particular.
La creación y documentación básica de los modelos CAD / CAM es
parte de la plataforma de software, mientras que las aplicaciones son
las herramientas usadas para automatizar completamente el proceso
de diseño. Una breve lista de aplicaciones puede verse en la siguiente
tabla:
Diseño de
Diseño eléctrico / Arquitectura /
Mecánica componentes
electrónico Civil
electrónicos

13. Eslabones y Diagramas de Diseño con Tableros de
mecanismos cableado acero cir-
Engranajes y Diseño lógico y Diseño de cuitos
poleas esquemático construcción impresos
Hidráulica y Cableado y Tubos, diseño
Diseño LSI y
neumática encaminado de plantas
Planchas de Diseño de arneses
Topografía VLSI
metal para cables
Diseño de Sistemas de Creación de
Diseño híbrido
moldes iluminación mapas
Diseño de Distribución de Diseño de
Diseño guiado
fundición potencia concretos
Superficies y Diseño para Planeación de
por ondas
estilo montar y acercar espacio
La fábrica del futuro
El concepto de “la fábrica del futuro” ha sido desarrollado para
responder a los cambios en las preferencias del consumidor de una
sociedad moderna que se caracteriza por productos con ciclo de vida
corto. El ciclo de vida corto significa productos más competitivos,
mayor existencia de productos, mayores adquisiciones y en menores
cantidades de consumo. En consecuencia la era de la producción en
masa ha terminado mientras que la era de la producción flexible esta
comenzando.
Los requerimientos para un sistema de producción flexible dictan las
siguientes especificaciones para la fábrica del futuro :
*Rápida introducción de nuevos productos.
*Constantes modificaciones en productos con funciones similares
*Producción en pequeños lotes a precios competitivos
*Control de calidad consistente
*Habilidad para producir una gran variedad de productos
*Habilidad para manufacturar un producto con su función básica,
siendo capaz de realizar y cumplir con los requerimientos especiales
del cliente.
Conclusiones

14. Son sistemas que han revolucionado la industria desde las fases de
diseño y análisis hasta los procesos que involucran la producción. El
uso de estos sistemas ahorra tiempo, recursos de producción y
costos, con un aumento de la eficiencia y de la exactitud dimensional.
Abarcan el diseño gráfico, el manejo de bases de datos para el diseño
y la fabricación, control numérico de máquinas herramientas,
simulación de procesos y robótica.
Bibliografía

15. Pagina de Internet “Rincón del Vago”
http://html.rincondelvago.com/cim.html
CIM Consideraciones básicas
H. Baumgartner, K. Knischewski
Ed. Mc Graw-Hill
Pagina de Internet “El Prisma”
http://www.elprisma.com/apuntes/ingenieria_industrial/cimmanufact
uraintegradaporcomputadora/
Pagina de Internet “Wikipedia”
http://es.wikipedia.org