1) El documento se refiere a células de manufactura y sistemas flexibles de manufactura. Define una célula de manufactura como un grupo de máquinas o procesos agrupados y dedicados a la manufactura de una familia de partes similares. 2) Describe diferentes tipos de sistemas flexibles de manufactura como FMS en línea, en escalera, en U, a campo abierto y en ciclo. Indica que estos sistemas permiten procesar diferentes estilos de partes y aceptar cambios en la programación de producción. 3)

1. CÉLULAS DE MANUFACTURA
M. en C. Teth Azrael Cortés Aguilar
Departamento de Ingeniería Electrónica

2. Tendenciaalarápidaobsolescencia
deproductostecnológicos

3. Definición de manufactura
Tecnológicamente es la aplicación de procesos químicos y físicos que alteran la geometría,
las propiedades, o el aspecto de un determinado material para elaborar partes o
productos terminados; también incluye el ensamble de partes múltiples para fabricar
productos terminados. Involucran una combinación de máquinas, herramientas, energía
y trabajo manual. La manufactura se realiza en una sucesión de operaciones.
Económicamente, la manufactura es
la transformación de materiales en
artículos de mayor valor, a través de
una o más operaciones o procesos de
ensamble. La manufactura agrega
valor al material original, cambiando
su forma o propiedades, o al
combinarlo con otros materiales.

4. ¿Qué es una célula de manufactura?
Una célula de
manufactura, es un
grupo de máquinas o
procesos agrupados y
dedicados a la
manufactura de una
familia de partes. Esas
partes son similares en
sus requerimientos de
procesos, tales como
operaciones, tolerancias,
utilización del
herramental de
máquinas, etc.

5. Objetivos
Los objetivos principales en la implementación de la manufactura celular, son:
1. Reducir los tiempos de preparación del equipo (por manufacturar partes
similares o familias de partes con las mismas herramientas y secuencias)
2. Reducir el tiempo dentro del proceso (lográndose al utilizar el tiempo de
preparación del equipo en la manufactura de varias partes, al uniformizar el
manejo de materiales por la variedad de las partes) y por lo mismo se reducen
inventarios y tiempos de respuesta de mercado.
3. Las células representan unidades humanas que facilitan el trabajo en equipo.
Esto significa que la motivación para el mejoramiento de los procesos, con
frecuencia surge como algo natural en las células de manufactura. Las células de
manufactura son parte importante en la implementación del método Just in
Time (método Toyota, Producir los elementos que se necesitan, en las cantidades
que se necesitan, en el momento en que se necesitan)

6. Diseño de una célula
El proceso de diseño de una célula involucra puntos relacionados, tanto con la
estructura del sistema como con la operación o procedimiento del mismo.
Los puntos relacionados con la estructura incluyen:
1. Selección de familias de
partes y la agrupación de
ellas.
2. Selección de máquinas y
procesos así como la
agrupación de éstos en
células.
3. Selección de
herramientas,
dispositivos y tarimas.
4. Selección de equipo de
manejo de material.
5. Elección de la
distribución del equipo.

7. Los puntos relacionados a los procedimientos incluyen:
1. Detalle del diseño de los trabajos.
2. Organización de la supervisión y del
personal de apoyo en la estructura celular.
3. Formulación del mantenimiento y políticas
de inspección.
4. Diseño de procedimientos para la
planeación de la producción, programación
control y adquisición de paquetería y
equipo.
5. Modificación del sistema de incentivos y de
control de costos.
6. Perfiles de procedimientos para la interface
con los sistemas restantes de la
manufactura, en términos de flujo de
trabajo e información, estando o no
controladas por computadoras.
Diseño de una célula

8. Evaluación de las decisiones
Las consideraciones típicas relacionas a la estructura del sistema incluyen:
1. Inversión en equipo y herramienta (Bajo)
2. Reasignación de los costos del equipo (bajo)
3. Costos de manejo de materiales dentro de las celdas y entre una y otras celdas (Bajo)
4. Requerimiento de espacio (bajo)
5. Generalización de que partes son terminadas en una célula (alta)
6. Flexibilidad (alta)

9. La evaluación del diseño de un sistema celular esta incompleta a menos que este
relacionada con la operación del sistema. Algunas variables del desempeño relacionadas
con la operación del sistema son:
1. Utilización del equipo (alto)
2. Inventarios dentro del proceso (Bajo)
3. Longitud de las colas en cada estación de trabajo (corto)
4. Retraso en el trabajo (Bajo)
5. Tiempo de producción (bajo)
Evaluación de las decisiones

10. Layout
Consiste en la ubicación de los distintos elementos que componen el sistema de
producción. Su propósito es la asignación óptima del espacio de la planta y su objetivo
principal es minimizar el costo. Los tipos básicos de layout son:
1. Distribución de posición fija. Cuando se requiere fabricar nuevos productos o en el
caso de productos grandes o muy pesados, de alto costo y demanda baja. Los
trabajadores se mueven hacia el equipo o el producto.
2. Distribución por proceso. Es adaptada para la producción de muchos productos
similares en su naturaleza, para que puedan usarse las mismas máquinas. Los
trabajadores usan equipo especializado para etapas específicas del proceso.
3. Distribución por producto en fabricación continua. Para alto volumen en líneas de
ensambles, es la distribución mas usadas en la industria por la reducción en costos
por unidad. Las estaciones de trabajo se colocan en serie en donde cada pieza es
ensamblada.
4. Distribución celular. un grupo de pequeños trabajadores se encargan de la
construcción de un componente, familia de componentes o el producto final.

11. Evaluación
1. Se refiere al ensamble de partes múltiples y a la aplicación de procesos químicos y físicos que
alteran la geometría, las propiedades, o el aspecto de un determinado material para elaborar
partes o productos terminados.
2. Se refiere a la transformación de material original, cambiando su forma o propiedades
en artículos de mayor valor (valor agregado) , a través de una o más operaciones o
procesos de ensamble.
3. Se refiere al conjunto de máquinas o procesos agrupados y dedicados a la manufactura de
una familia de partes.
a) Definición de célula
de manufactura
b) Definición de
manufactura
tecnológica.
c) Definición de
Manufactura Económica.
a) Definición de célula
de manufactura
b) Definición de
manufactura
tecnológica.
c) Definición de
Manufactura Económica.
a) Definición de célula
de manufactura
b) Definición de
manufactura
tecnológica.
c) Definición de
Manufactura Económica.

12. Evaluación
4. ¿Cuáles son los objetivos principales en la implementación de la manufactura celular?
5. La selección de maquinaria, herramientas, y distribución del equipo son criterios del diseño de la
______________ de una célula de manufactura.
6. El flujo de trabajo, planeación, supervisión, mantenimiento e inspección son criterios del diseño de
______________ de una célula de manufactura.
7. Alta flexibilidad, baja inversión en equipo y herramienta, alta utilización de equipo, bajo volumen de
inventario y tiempos cortos de producción son algunas de las consideraciones en la _________ de
una célula de manufactura.
a) procedimientos b) evaluación c) layout d) estructura
8. Consiste en la ubicación de los distintos elementos que componen el sistema de producción. Su
propósito es la asignación óptima del espacio de la planta y su objetivo principal es minimizar el costo.
a) procedimientos b) evaluación c) layout d) estructura
a) procedimientos b) evaluación c) layout d) estructura
a) procedimientos b) evaluación c) layout d) estructura

13. Sistemas flexibles de manufactura
El sistema flexible de manufactura
se conceptualizó primero para el
maquinado y requirió el desarrollo
previo del control numérico. EL
concepto se denominó sistema 24,
debido a que planteaba que el
grupo de máquinas herramienta
que comprendía el sistema podía
operar 24 horas/día, 16 de las
cuales el funcionamiento no sería
supervisado por trabajadores. El
concepto original incluía el control
computarizado de las máquinas de
control numérico, la producción de
diversas partes y depósitos capaces
de contener diversas herramientas
para diferentes operaciones de
maquinado.

14. Celda Flexible de Manufactura (FMC)
Una celda que posee dos
máquinas herramientas
CNC, en las cuales un robot
industrial carga y descarga
desde un carrusel de
partes. La celda opera sin
vigilancia durante largos
periodos. En forma cíclica,
un trabajador debe
descargar partes
terminadas del carrusel y
sustituirlas con partes de
trabajo nuevas.

15. Un sistema de manufactura flexible (FMS) debe cumplir varios criterios para un
sistema producción automatizada:
1. Procesar diferentes estilos de partes,
pero no por el modelo de lotes.
2. Aceptar cambios en el programa de
producción.
3. Responder en forma inmediata cuando
se presentan averías y errores del
equipo en el sistema. Continuar
operando incluso si se descompusiera
una máquina. Mientras ocurre la
reparación su trabajo se reasigna
temporalmente a otra máquina.
4. Aceptar la introducción de nuevos
diseños de partes.
5. La computadora central controla y
coordina los componentes del sistema.
Sistema de Manufactura Flexible (FMS)

16. FMS en Línea
El diseño en línea usa un sistema de transferencia lineal para mover las
partes entre las estaciones de procesamiento (Aut. estación automatizada)
y las estaciones de carga/descarga (Loaded & Unloaded L/UL).
Generalmente tiene capacidad de movimiento en dos direcciones.

17. En la distribución en escalera las estaciones de trabajo automatizadas se ubican en
peldaños. Esta configuración permite cualquier secuencia se procesamiento,
debido a que es posible acceder a cualquier estación desde otra.
FMS en escalera

18. Es la configuración mas compleja y consiste en varios ciclos enlazados. Costa de
estaciones automatizadas (Aut), y Vehículos conducidos automáticamente (AGV) por
un sistema vehicular guiado automáticamente (AGVS). Permite cualquier secuencia
se procesamiento, debido a que es posible acceder a cualquier estación desde otra.
FMS a campo abierto

19. Es un arreglo de gente, máquinas, materiales y métodos con los pasos de los procesos
puestos uno junto a otro a través del cual las partes son procesadas en un flujo continuo
en orden secuencial a través del cual las partes son procesadas en un flujo continuo.
Normalmente en forma de "U" que permite el flujo de una sola pieza y la asignación de
personal de forma flexible mediante el concepto de habilidades múltiples.
FMS en U

20. Una celda centrada en un Robot
consiste en un robot cuyo volumen de
trabajo incluye las posiciones de
Carga/Descarga de las máquinas en la
celda. También incluye una
computadora central que hace interfaz
con otros componentes del hardware.
Además de la computadora
computadoras central, las máquinas
individuales y otros componentes
generalmente tienen
microcomputadoras como sus unidades
de control individual. La función de la
computadora central es coordinar las
actividades de los ponentes para
obtener una operación general fluida
del sistema. Esta función se realiza por
medio del software de aplicación.
FMC centrada en un robot

21. Consiste en un transportador o ciclo con estaciones de trabajo ubicadas en su
periferia. Esta configuración permite cualquier secuencia de procesamiento, debido
a que es posible acceder a cualquier estación desde otra.
FMS en ciclo

22. Evaluación
9. Comprendía el sistema de maquinas podía operar 24 horas/día, 16 de las cuales el
funcionamiento no sería supervisado por trabajadores.
c) Sistema de
Manufactura
flexible
10. ¿Quien controla y coordina los componentes de un sistema de manufactura flexible?
a) Computadora
Central
11. Posee dos máquinas herramientas CNC, en las cuales un robot industrial carga y descarga
desde un carrusel de partes. La celda opera sin vigilancia durante largos periodos. un
trabajador debe descargar partes terminadas del carrusel y sustituirlas con partes de
trabajo nuevas.
b) Celda
Flexible de
Manufactura
c) Sistema de
Manufactura
flexible
a) Computadora
Central
b) Celda
Flexible de
Manufactura
c) Sistema de
Manufactura
flexible
a) Computadora
Central
b) Celda
Flexible de
Manufactura

23. Evaluación
FMS en Línea FMS en Escalera FMS en UFMS a Campo Abierto
FMS en Ciclo FMC a Centrada en un Robot
12. Relaciona correctamente los siguiente layout de sistemas y células flexibles de manufactura

24. Evaluación
FMS en Línea FMS en Escalera FMS en UFMS a Campo Abierto
FMS en Ciclo FMC a Centrada en un Robot
13. Relaciona correctamente los siguiente layout de sistemas y células flexibles de manufactura

25. Manufactura Integrada por Computadora
La Manufactura Integrada por Computadora (CIM) es un método de manufactura en
el cual el proceso entero de producción es controlado por una computadora. En
muchas empresas la automatización ha sido implementada en áreas de producción
de manera aislada, optimizando el rendimiento parcial, pero no el rendimiento global
de la fabrica. Un sistema CIM tendrá elementos integrados a través de una base de
datos por computadora:
1. Diseño asistido por computadora (CAD)
2. Manufactura asistida por computadora (CAM)
3. Robótica.
4. Planeación de recursos de fabricación (MRP II). Planificación de todos los
elementos que se necesitan, no solo de materiales para producción y venta
(MRP I), incluye mano de obra y maquinaria.
5. Tecnología de grupos. Sistema Flexible de Manufactura para piezas similares.

26. Objetivo CIM
El objetivo de esta tecnología es incrementar la capacidad de manufacturar piezas,
productos terminados o semielaborados usando el mismo grupo de maquinas. Para ello
se requiere que las herramientas utilizadas sean flexibles y capaces de modificar su
programación adaptándose a los nuevos requerimientos del mercado.

27. Nivel de jerarquía
de un sistema CIM

28. CIM I. El producto es diseñado totalmente por la computadora con software CAD.
CIM II. El prototipo es manufacturado en impresoras 3D, CNC, o cortadoras laser.
CIM III. La computadora calcula costos de producción, métodos de manufactura y
almacenamiento.
CIM IV. La computadora ordena el material necesario para la manufactura del material,
manteniendo los costos al mínimo aplicando la filosofía de Just in Time.
CIM V. La manufactura del producto comienza usando CAM (Computer Aided
Manufacture) CNC, cortadoras laser, etc.
CIM VI. Se aplican controles de calidad en cada etapa con inspecciones automáticas.
CIM VII. El producto es ensamblado por robots. La automatización es controlada por
computadora.
CIM VIII. Revisión de calidad antes de la entrega al cliente final. La computadora central
controla los vehículos para mover productos terminados al almacén, manteniendo un
rastreo constante y pormenorizado de cada producto por lectura de códigos.
CIM IX. El producto se envía automáticamente del almacén y a los vehículos
distribuidores, se comparte información con proveedores y clientes.
CIM X. El estado financiero se actualiza constantemente, se emiten facturas y los pagos
se realizan por transferencias electrónicas.
Etapas de integración de CIM

29. Modelo CIM de

30. CIM y Flexibilidad

31. La fabrica del futuro
El futuro de la industria es digital. Los robots inteligentes entran en las naves de las fábricas
y funciona la producción en red.
¿Cómo funciona la Industria 4.0?
Simplemente enchufar y empezar a producir. Ya se conoce este tema en las computadoras
del hogar. Al conectar una impresora al ordenador, el enchufe y las conexiones son
estándares. Y ambos aparatos se entienden sin importar el fabricante. Es el llamado “Plug
and Play“. Ahora, la tendencia se llama “Plug and Produce”. Un concepto que realmente
funciona, por lo menos en las pequeñas líneas de producción mostradas en la Feria
de Hannover 2015.
Industria 4.0
Por ejemplo, la de la empresa
Siemens, que consigue llenar
diferentes botellas de perfume en
distintos sitios e individualizar la
etiqueta. Algo impensable para
nuestra mentalidad de
producción en masa con una sola
instalación, un tipo de producto y
una etiqueta.
VIDEO

32. VIDEO
La empresa alemana Phoenix Contact está
implantado un sistema de producción que se
denomina Industria 4.0. Todas las partes de
producción se integran en una especie de red y
las maquinas se autocontrolan y se autoregulan.

33. Evaluación
14. Relaciona correctamente las siguientes siglas con su concepto.
CIM
CAD
CAQ
CAP
CAM
MRP
Manufactura Integrada por Computadora
Diseño Asistido por Computadora
Manufactura Asistida por Computadora
Planeación Asistida por Computadora
Planeación de Recursos de Fabricación
Calidad Asistida por Computadora
15. ¿Cuál de las siguientes frases describe el concepto de Industria 4.0?
a) Plug & Play c) Plug & Produceb) Plug & Control