AMC Ingeniería Industrial

Transcripción

1 1. Datos Generales de la asignatura. Nombre de la asignatura: Clave de la asignatura: Créditos (Ht-Hp_ créditos): Carrera: Automatización de Procesos Industriales II AMC Ingeniería Industrial 2. Presentación. Caracterización de la asignatura Esta asignatura aporta al perfil del ingeniero Industrial la capacidad plantear y resolver problemas en la automatización de procesos industriales. La interacción entre alumno y profesor será fundamental para el proceso enseñanza-aprendizaje, sobre todo en esta asignatura de tecnología avanzada; en la que la exposición del profesor deberá fomentar la participación del alumno y el desarrollo de ensayos que conlleven a la creatividad, asimismo la investigación documental es importante para la actualización del conocimiento en esta área. El estudiante tendrá competencias para supervisar y coordinar proyectos en el área de automatización y control de procesos industriales, diagnosticando y proponiendo soluciones para el mejoramiento de procesos productivos en empresas industriales, buscando aumentar su productividad y competitividad. Automatización de Procesos Industriales II está relacionada con: sistemas de manufactura, procesos de fabricación, higiene y seguridad industrial, planeación y diseño de instalaciones, ingeniería económica, ergonomía, Ingenierías tales como; eléctrica, mecatrónica, química, entre muchas otras. Intención didáctica Se organiza el temario, en cuatro unidades, agrupando los contenidos conceptuales de la automatización de procesos industriales cronológicamente, partiendo de los conceptos de redes industriales hasta llegar a la integración de sistemas de manufactura. La idea es abordar reiteradamente los conceptos fundamentales hasta conseguir su comprensión. Se explicarán y describirán los elementos básicos del control de sistemas eléctrico, neumático, hidráulico, electrónico, redes industriales, robótica y la integración de tecnologías, en la automatización de procesos industriales.

2 Las clases, impartidas en un aula a la que asisten todos los alumnos, se dedican a la exposición de la teoría necesaria para la comprensión de la materia. En estas clases se utilizará, la pizarra, y también se hará uso de medios de presentación electrónico. También se realizarán prácticas en el laboratorio de Manufactura de Ingeniería Industrial, el cual cuenta con una celda de manufactura, un robot y dos maquinas de control numérico. Dentro de las actividades comunes del docente destacan las siguientes: Organiza su formación continua a lo largo de su trayectoria profesional. Domina y estructura los saberes para facilitar experiencias de aprendizajes significativos. Planifica los procesos de enseñanza y de aprendizaje atendiendo al enfoque por competencias y los ubica en los contextos disciplinares, curriculares y sociales amplios. Lleva a la práctica procesos de enseñanza y de aprendizaje de manera efectiva, creativa e innovadora a su contexto institucional. Evalúa los procesos de enseñanza y aprendizaje con un enfoque formativo. Construye ambientes para aprendizaje autónomo y colaborativo. Contribuye a la generación de un ambiente que facilite el desarrollo sano e integral de los estudiantes. Participa en los proyectos de mejora continua de su escuela y apoya la gestión institucional. La incorporación en mayor o menor medida de estos contenidos básicos estará determinada por el análisis realizado por el equipo docente a partir de los resultados obtenidos en la evaluación inicial del alumnado. 3. Participantes en el diseño y seguimiento curricular del programa. Lugar y fecha de elaboración o revisión Instituto Tecnológico de Tehuacán. Noviembre Participantes Ing. Placido López Merino M.C. Iniria Guevara Ramírez Ing. Ramón Heredia García Observaciones Reorientación de programas por competencias profesionales. 4. Competencias a desarrollar. Competencia general de la asignatura Capacidad para desarrollar y gestionar proyectos de montaje y mantenimiento de instalaciones automáticas de procesos en sistemas industriales, así como supervisar o ejecutar el montaje, mantenimiento y la puesta en marcha de dichos sistemas, respetando criterios de calidad, seguridad y respeto al medio ambiente y al diseño para todos.

3 Competencias específicas Se pretende proporcionar una sólida formación en temas de automatización y robótica, que sirvan como complemento a los conocimientos adquiridos en Automatización de Procesos Industriales I, que les prepare tanto para iniciarse en la investigación científica como para integrarse en empresas de especialización. Se pretende también formar alumnos capacitados para proyectar y gestionar instalaciones en el campo de la automatización, con capacidad para prestar servicios en cualquier empresa o departamento de investigación. Competencias genéricas Competencias instrumentales Capacidad para desarrollar y gestionar proyectos de montaje y mantenimiento de instalaciones automáticas de procesos en sistemas industriales. Capacidad de análisis y síntesis. Capacidad de organizar y planificar. Conocimientos básicos de la carrera. Comunicación oral y escrita. Habilidades básicas de manejo de la computadora. Habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas. Solución de problemas. Toma de decisiones. Competencias interpersonales Capacidad crítica y autocrítica. Trabajo en equipo. Habilidades interpersonales. Competencias sistémicas Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica. Habilidades de investigación. Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad). Habilidad para trabajar en forma autónoma. 5. Competencias previas de otras asignaturas Competencias previas Conocimientos generales sobre el campo de trabajo del Ingeniero Industrial, la problemática social en cuanto a empleo, regulación ambiental y laboral. Uso de las tecnologías para; identificar, acceder y manejar fuentes de información. Interés para la investigación. Conocimientos básicos en ciencias exactas (matemáticas) y en ciencias físicas (física y química) y conceptos básicos de circuitos eléctricos.

4 Circuitos básicos de eletro-neumática. Programación básica de PLC s y direccionamiento de entradas y salidas. Manipulación de señales binarias. 6. Temario No Temas Nombre Redes Industriales de Comunicación. Robótica en Procesos Industriales Sistemas de manufactura flexible. 4. Sistemas Integrales de Manufactura y El Factor Humano. Subtemas 1.1 Introducción a la red ASI Direcciones ASI en FMS Banda transportadora. 1.2 Introducción a la red PROFIBUS Configuración red PROFIBUS Integración de estaciones. 2.1 Fundamentos de robótica moderna. 2.2 Características del robot industrial RV-1A de Mitsubishi. 2.3 Características del Controlador CR Características del Teaching box R28TB. 2.5 Programación y puesta en marcha del robot RV-1A. 2.6 Conveyors, señales de entrada y salida. 2.7 Lenguaje de programación Melfa Basic IV y Cosimir Control. 2.8 Análisis de ingeniería en la implementación de robots industriales. 3.1 Que es un FMS? 3.2 Componentes de un FMS. 3.3 Aplicaciones y beneficios de un FMS. 3.4 Planeación e implementación de un FMS. 3.5 Integración de las estaciones de trabajo. 3.6 Análisis cuantitativo de un sistema flexible de manufactura. 3.7 Sistemas CAD-CAM, CIM. 4.1 Implementación de sistemas automatizados de producción Selección de equipo Consideraciones económicas y sociales Seguridad y mantenimiento. 4.2 Líneas de transferencia. 4.3 Producción masiva de múltiples modelos de productos. 4.4 Operación de varias maquinas de forma simultánea. 4.5 La fábrica del futuro.

5 7. Actividades de aprendizaje. Competencia específica y genéricas (a desarrollar y fortalecer por tema) Aprender los conceptos fundamentales de configuración, programación y operación de las redes de comunicación industrial, empleando las tecnologías AS-i, PROFIBUS-DP, PROFIBUS-FMS y Ethernet Industrial. Tema Redes Industriales de Comunicación. Actividades de aprendizaje Identificar y clasificar dispositivos de sistemas automáticos de control neumático e hidráulico. Conocer las características principales de las redes sensor-actuador, su campo de aplicación, así como la configuración y puesta en marcha. Conocer las características principales de las redes PROFIBUS-DP, (especificaciones técnicas, elementos constitutivos, configuración y puesta en marcha. Así como su campo de aplicación. Conocer las características principales de las redes Ethernet Industrial, su campo, configuración y puesta en marcha. Competencia específica y genéricas (a desarrollar y fortalecer por tema) Aplicará los conocimientos sobre las diferentes operaciones industriales que un robot puede realizar en cualquier proceso industrial. Tema Robótica en Procesos Industriales Actividades de aprendizaje Explicará los conceptos básicos de la robótica, clasificará los diversos tipos de robots, y de los efectores finales. Llevará a cabo prácticas de programación de Robots industriales basándose en el robot RV-1A de Mitsubishi. Determinará los aspectos más convenientes en un punto especial del proceso para poderlo robotizar. Identificará los conceptos necesarios para la implantación de un sistema robótico en cualquier tipo de empresa. Mediante prácticas el alumno integrará el robot a las estaciones de trabajo del sistema modular.

6 Competencia específica y genéricas (a desarrollar y fortalecer por tema) Conocer los conceptos de reducción de costos de fabricación, al eliminar operaciones innecesarias, transporte materiales y producto terminado, desperdicio de materiales y disminución efectiva de piezas defectuosas. Tema Actividades de aprendizaje El alumno aprenderá que es un FMS, Sistemas de manufactura flexible. sus componentes, aplicaciones y beneficios. Además realizará análisis cuantitativo de los sistemas flexibles de manufactura. Conocerá los conceptos de flexibilidad en las aplicaciones tecnológicas, la fabricación, los productos, el diseño de productos y su adecuación a diferentes procesos, mejorando los estándares de calidad. Incrementando los indicadores de productividad, al incrementar los volúmenes de fabricación significativamente. Mediante ejercicios prácticos el alumno entenderá la importancia de la automatización en sistemas de manufactura flexible. Competencia específica y genéricas (a desarrollar y fortalecer por tema) Describir las tecnologías del futuro y las diferentes aplicaciones de fabricación, características que compondrán a dichos tecnologías, así como las diversas aplicaciones en las industrias manufactureras, de servicios y del hogar. Tema Sistemas Integrales de Manufactura y El Factor Humano. Actividades de aprendizaje Identificará los diferentes tipos de empresas y cómo están constituidas. Describirá los aspectos de fabricación. Identificará las ventajas y desventajas de los sistemas integrales de manufactura. Aplicará sus conocimientos para implementación de tecnologías considerando cuestiones económicas, culturales y sociales. 8. Prácticas (para fortalecer las competencias de los temas y de la asignatura). Se realizarán prácticas de con redes industriales (Asi, Profibus y Ethernet), en el Sistema Modular de Producción, con ejercicios propuestos por el docente, utilizando las estaciones de trabajo (prácticas con plc s). También se llevarán a cabo prácticas de programación de robots industriales con apoyo del modelo RV-1A de Mitsubishi, y del software:

7 Step 7 de SIEMENS (software para PLC s medianos 300 s ). Melfa Basic IV. Cosimir Control. 9. Proyecto integrador (Para fortalecer las competencias de la asignatura con otras asignaturas). Análisis y Propuesta de Mejora de un Proceso Productivo Mediante la Automatización Industrial El proyecto integrador es una estrategia didáctica que consiste en realizar una serie de actividades sistemáticas con el fin de que el alumno identifique, interprete y proponga una solución a una problemática de un proceso productivo de una empresa real, que contribuya a afianzar los conceptos y habilidades desarrollados en la materia y que permitan a los alumnos implementar y evaluar en un entorno real del logro de las competencias planteadas. Contextualización y diagnóstico El concepto de fabricación flexible se ha desarrollado simultáneamente con el desarrollo de tecnología de informática en las áreas de diseño y fabricación de piezas, así como la tecnología de control y servo-mecanismos. Para poder tener una mejor idea de esto, debemos recordar que la fabricación de piezas mecánicas sometidas a varios procesos, involucraban complejos sistemas de control y producción, tales como, proveer materias primas, materiales, órdenes de trabajo, entre otros. Uno de los principales problemas consistía en el cambio y ajuste de herramientas de trabajo, lo que evidentemente imposibilitaba poder obtener altos índices de productividad, debido a los tiempos de recambio de piezas, cambios de formato de maquinas, ajuste y reprogramación de proceso de máquina. Derivado de lo anterior, la manufactura flexible: no es simplemente un concepto aislado sino más bien es la conjunción de tecnología, esfuerzo humano y forma de vida, integrado indudablemente por equipo seleccionado de alta tecnología. Cuya finalidad es responder a cualquier cambio que se presente precisamente de forma flexible, es decir adaptándose al cambio rápidamente. El estudiante deberá ubicar una empresa de la localidad en la cual identificarán un proceso de manufactura que sea susceptible a ser automatizado parcial o totalmente, a un nivel básico y medio de complejidad, o darle continuidad al proyecto de automatización de procesos industriales I, para ampliarlo o mejorarlo, representarán sus propuestas mediante diagramas de movimientos, y diagramas de procesos para estas áreas de oportunidad para mejora, elaborarán propuestas de mejora sustentadas en el estudio de la automatización de procesos industriales y determinarán la factibilidad de llevar a cabo un proyecto de automatización.

8 Fundamentación La automatización de una empresa depende del proyecto, el cual puede ser parcial o total, y se puede ajustar a procesos manuales o semi-automáticos. Para llevar a cabo la detección de la problemática, como para realizar las propuestas de mejora los estudiantes deberán fundamentarse en las características y necesidades del proceso o empresa., Planeación Para realizar esta actividad los alumnos deberán haber cubierto al menos el 70% de los temas de la materia, deberán integrarse por equipos y formular una estrategia para la realización de la actividad, en caso de que la empresa les solicite un oficio de presentación para permitirles el acceso, deberán solicitarlo al jefe del departamento del área. Ejecución Para la realización de esta actividad los alumnos contarán con un plazo de 40 días naturales, pudiendo solicitar la asesoría del docente en cualquier momento de la actividad, la cual puede ser planteada y evaluada desde el inicio del curso. Al finalizar la actividad, deberán integrar un reporte final con la siguiente estructura: Portada. Índice. Introducción. Justificación. Objetivos generales y específicos. Descripción de la empresa y del proceso que se consideró. Problemática detectada. Alcances y limitaciones de la Propuesta de Mejora. Fundamentos teóricos. Procedimiento y descripción de la propuesta de mejora. Resultados, planos, gráficas y programas. Conclusiones y recomendaciones. Referencias bibliográficas. Evaluación La automatización de las plantas industriales es un aspecto muy importante en el crecimiento de las empresas ya que se ven en la necesidad de: Incrementar la demanda del producto. Ofrecer productos de mejor calidad. Optimizar el consumo de energía. Para la evaluación de esta actividad se considerarán los siguientes criterios: Define adecuadamente el proceso de manufactura analizado, ocupando las herramientas necesarias para su presentación, (diagramas, gráficos, propuestas de mejora, etc.)

9 Identifica y sustenta adecuadamente la problemática detectada, utilizando las herramientas necesarias consideradas en la materia. Elabora propuesta de solución factibles, debidamente sustentadas teóricamente. Comunica adecuadamente sus resultados al realizar un reporte bien estructurado, con redacción coherente y clara, sin faltas de ortografía. Presenta y defiende con argumentos claros sus hallazgos y propuestas de mejora planteadas. Socialización Los proyectos de automatización deben ser el motor que impulsa y motiva a los directivos a invertir en tecnología que serán usadas en sus procesos de producción para que las empresas sean competitivas a nivel local, nacional, regional y mundial. Una de las preguntas claves que realiza el empresario al proponérsele un proyecto de automatización es si ese proyecto logrará resolver el o los problemas para los cuales se diseñó o si incrementará las ganancias de la empresa. Al finalizar la actividad deberán elaborar una presentación ejecutiva de su proyecto, misma que presentarán en plenaria ante el grupo, en la cual deberán presentar y defender con argumentos claros y debidamente sustentados sus hallazgos y propuestas de mejora planteadas, con la finalidad de realizar una autoevaluación, coevaluación y heteroevaluación. 10. Evaluación por competencias (específicas y genéricas de la asignatura). Exámenes escritos y orales de los contenidos temáticos (individuales y grupales). Resolución de problemas prácticos. Reportes de prácticas y visitas industriales. Reportes de investigación. Fichas de trabajo bibliográficas. Portafolio de evidencias electrónicas, el cual puede incluir mapas conceptuales y mentales, esquemas, cuadros sinópticos. 11. Fuentes de información (actualizadas considerando los lineamientos de la APA*). Audí, Piera Daniel. (1988). Cómo y cuándo aplicar un robot industrial. España, MARCOMBO Aschemann, I. Harald. (2008). New Approaches in Automation and Robotics. Austria, I-Tech. Balcells, Josep & Romeral, José Luis. (1997). AUTOMATAS PROGRAMABLES. 1ra edición. Marcombo, S.A.

10 Groover, Mikell P. (2000). Automation Production Systems, and Computer-Integrated Manufacturing. Second Edition. US, Prentice Hall. Castro, Gil & Alonso, Manuel. (2007). COMUNICACIONES INDUSTRIALES: PRINCIPIOS BÁSICOS. Universidad Nacional de Educación a Distancia. Cerro, Enrique & Pina, Cano (2004). COMUNICACIONES INDUSTRIALES. Ediciones CEYSA. Iñigo, Madrigal Rafael & Vidal, Idiarte Enric. (2002). Robots Industriales Manipuladores España, Alfaomega. Jiménez, Agustín & Al Hadithi, Basil. (2010). Robot Manipulator Trends & development. India, In-teh Low, Kin Huat. (2007). Industrial Robotics: Programming Simulation and Applications. Alemania, pl V pro literature Verlag Robert Mayer-Scholz. Ollero, Baturone Anibal. (2001). Robótica: Manipuladores y robots móviles. España, Marcombo. Perez, Mandado Enrique. (2004). AUTÓMATAS PROGRAMABLES. ENTORNO Y APLICACIONES. 1ª edición., 3ª imp.(11/2004). Ediciones Paraninfo. S.A. Piedrafita, Moreno Ramón. (2004). Ingeniería de la automatización industrial. 2da edición. Mexico, Alfaomega. Rentería, Arantxa & Rivas, María. (2000). Robótica industrial: Fundamentos y aplicaciones. España, McGraw Hill. Romera, Juan Pedro. (1194). AUTOMATIZACIÓN. PROBLEMAS RESUELTOS CON AUTÓMATAS PROGRAMABLES. Ediciones Paraninfo. S.A. Gorle, Peter & Clive, Andrew. (2011). Positive Impact of Industrial Robots on Employment. London, METRA MARTECH.

11 International Federation of Robotics. y Specialist marketing and market research consultancy. * American Psychological Association (APA)