Procesos de automatización, su evolución y sus riesgos Miguel Rodriguez. Resp. Automatización de Hijos de Rivera S.A 1
Evolución de los procesos de automatización. La automatización en sus Inicios. Eliminación de rutinas manuales. Reducción de mano de obra. Aumento de la mecanización. Incremento de producción. Ámbito de aplicación reducido 2
Evolución de los procesos de automatización. Periodo 1900 a 1950: Sus orígenes están ligados a la revolución industrial de principios de siglo XX. Se utilizan elementos mecánicos y electromecánicos, motores, relés, temporizadores, contadores etc. Cuadros eléctricos y cableado excesivo. Periodo 1950 a 1970: El uso de semiconductores Molienda año 1970 (electrónica) en los entornos industriales, comienza a generalizarse. Se reduce el tamaño de los cuadros eléctricos. Gracias a la electrónica se reducen las averías por desgaste de componentes Aparecen los primeros PLCs, 1968,(Ford y General Motors), su principal uso era para las cadenas de montaje y transporte. La principal limitación era la memoria y las limitadas operaciones que realizaban 3
Evolución de los procesos de automatización. Periodo 1970 a 1990: Hacen su aparición los primeros ordenadores digitales y el microprocesador, que será incorporado a los PLCs. Los autómatas se pueden reprogramar, (mayor flexibilidad). Permiten realizar cálculos matemáticos. Aparecen nuevos tipos de comunicaciones. La instrumentación mejora y cada vez es mas fiable y robusta. Cocimiento 1982-90 4
Evolución de los procesos de automatización. 5
Evolución de los procesos de automatización. Periodo 1990 a 2010: Los avances en el campo de la automatización son constantes. Comunicaciones mas potentes. Dimensiones mas reducidas de los equipos. Nuevos lenguajes de programación y herramientas. Mas fabricantes de componentes, protocolos Estándar de comunicación, Profibus ethernet industrial, Asi, Profinet. Cocimiento 2012 6
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Evolución de los procesos de automatización. Fermentación Maduración 1983-2001 8
Evolución de los procesos de automatización. La automatización en la actualidad Reducción de costes, sistemas productivos y mas eficientes. Calidad del producto. Incremento de la seguridad laboral. Facilidad de integración. Eficiencia energética. Amplitud de campos de aplicación. Abandono del cableado convencional. Redes de comunicación. 9
Evolución de los sistemas de automatización La automatización y los Sistemas Operativos. Sus Ventajas Puntos débiles Necesidades 40 35 30 25 20 Equipos 15 10 5 0 2000 2002 2005 2008 2010 10
Ventajas Puntos débiles Necesidades LA AUTOMATIZACIÓN Y LOS S.O VENTAJAS En los últimos 20 años la automatización se ha ido ayudando de los avances en el mundo de la informática, proporcionando multitud de ventajas: Reducción de costes de equipos. Velocidad y capacidad de procesamiento. Tecnología 32 bits y 64 bits. Multitud de programas y soluciones. Mayor número de proveedores. Soporte para Scadas y Paneles de operación. 11
Ventajas Puntos débiles Necesidades LA AUTOMATIZACIÓN Y LOS S.O PUNTOS DÉBILES A lo largo de los años y con la continua evolución de los S.O se ha demostrado que siempre son mejorables: Actualizaciones constantes. Posibilidad de daños ante cortes de tensión, virus informáticos, etc. Excesiva vinculación entre la parte Software y Hardware. Repuestos compatibles durante periodos de tiempo cada vez mas cortos. Incompatibilidad de programas y soluciones con S.O. 12
Ventajas Puntos débiles Necesidades LA AUTOMATIZACIÓN Y LOS S.O PUNTOS DÉBILES. Virtualización de los equipos Política de repuestos acertada SISTEMA OPERATIVO NUEVOS EQUIPOS CON NUEVO HW COMPATIBLE NUEVAS VERSIÓNES DE HW EN LOS EQUIPOS DE AUTOMATIZACIÓN APLICACIONES O HERRAMIENTAS DE AUTOMATIZACIÓN Diseño inicial con visión de futuro. 13
Ventajas Puntos Débiles Necesidade s LA AUTOMATIZACIÓN Y LOS S.O NECESIDADES Debido a su uso generalizado en el entorno industrial, nos encontramos con nuevas necesidades que debemos tener en consideración: Implantación de un sistema de copias de seguridad, imágenes, etc. Software Antivirus, compatible y testeado para las distintas aplicaciones industriales. Instalación de sistemas de alimentación ininterrumpida, para evitar caídas del sistema y reducir daños y paradas de producción. Según el volumen de equipos, herramientas de seguimiento y análisis de recursos disponibles. Preventivo, limpieza del equipo, revisión del Hardware, etc. Realizar actualizaciones de los Sistemas Operativos. 14
Evolución de los sistemas de automatización La automatización y nosotros. Operación Mantenimiento Proveedor 15
Mantenimient o Operación Proveedor LA AUTOMATIZACIÓN Y NOSOTROS OPERACIÓN Ventajas: Debido a la creciente automatización de los procesos productivos, la parte correspondiente a la operación y supervisión se ha visto beneficiada en muchos aspectos. Limitación en gran medida de los errores de operación. Menor exigencia física, por el contrario en algunos casos mayor exigencia mental. Gran cantidad de información que facilitan las labores de supervisión Elevados niveles de seguridad. Sus Riesgos: Desde el punto de vista operacional podemos destacar los siguientes. Acumulación de tareas, con lo cual aumenta los riegos de fallos de operación. Excesiva polivalencia o rotación de puestos, dificultando el aprendizaje adecuado para cada puesto. -- Le doy pero no va en algunos casos, infravaloramos los riesgos de lo que hacemos, mayor desconocimiento del proceso en si. 16
Operación Mantenimient o Proveedor LA AUTOMATIZACIÓN Y NOSOTROS OPERACIÓN Necesidades: Hoy en día tenemos gracias a la automatización la posibilidad de gran producción y reducción costes, pero es necesario personal que mantenga la producción en niveles altos. Formación continua. Participación e implicación en mejoras del proceso. Personal cualificado para cada puesto Implicación en tareas de preventivo que puedan asumir fácilmente. Etc.. 17
Mantenimient o Operación Proveedor LA AUTOMATIZACIÓN Y NOSOTROS MANTENIMIENTO Ventajas: La automatización en comparación con los sistemas convencionales, ha mejorado notablemente las tareas de mantenimiento. Gran cantidad de información tanto a nivel de proceso, como de diagnóstico. Los trabajos de mantenimiento tanto correctivo como preventivo, han mejorado su seguridad, en cuanto al entorno de trabajo. Por normal general en las averías se dispone de mas información. Multitud de herramientas de diagnóstico. Posibilidad de conexión remota a los equipos para su diagnóstico. Sus Riesgo: Podemos destacar los siguientes. Deficiente formación del personal de mantenimiento. Excesiva dependencia de técnicos externos a la empresa. Política de repuestos equivocada. Documentación deficiente o no actualizada. Las averías y el tiempo, debe de evitarse como forma de aprendizaje para adquirir el conocimiento sobre las instalaciones. 18
Mantenimient o Operación Proveedor LA AUTOMATIZACIÓN Y NOSOTROS PROVEEDORES Ventajas: Gracias a los avances en la automatización así como en la ingeniería hacen que las evoluciones tecnológicas sean día a día mayores. Equipos mas rápidos y precisos. Gran cantidad de soluciones, a cada necesidad del mundo empresarial existen multitud alternativas. Gran cantidad de información que facilitan las labores de supervisión Elevados niveles de seguridad. Sus Riesgos: Podríamos destacar los siguientes. Sistemas más complejos pero menos sencillos, sobre-automatización. Software y Hardware propietario. Excesiva innovación tecnológica pero con escaso valor añadido. Componentes con un ciclo de vida reducido. Repuestos con costes excesivos para los clientes, en comparación con los precios de mercado. 19
Mantenimient o Operación Proveedor LA AUTOMATIZACIÓN Y NOSOTROS PROVEEDORES Necesidades: Escalabilidad de las soluciones que ofrecen. Cursos de formación a todos lo niveles, funcional y operacional, mecánico, eléctrico Soluciones sencillas desde el punto de operación Auditorías de funcionamiento o mejora energéticas. Repuestos a precios competitivos. Documentación completa. Mecánica Eléctrica Proceso o Funcionamiento. Licencias, discos de instalación, copias seguridad 20
Proyectos de automatización de Hijos de Rivera 2000-2010. (Seguridad y eficiencia) Proyecto de instalación de AGV. Objetivos: Reducir el tránsito de carretillas elevadoras por la planta de envasado. Reducción de los riesgos derivados del uso de carretillas elevadoras. Mantener e incrementar el flujo de palets a los grupos de envasado, retornable. Capacidad de trabajar con los diferentes tipos producto terminado y paletizado. Instalación flexible, en cuanto al Nº de vehículos, velocidad y recorrido. 21
Escenario futuro 220 palets/hora. 3000Kgr de carga máxima. Duración ciclo combinado 6 minutos. Posibilidad de 3 Turnos. Velocidades de 1,1ms 22
Proyectos de automatización de Hijos de Rivera 2000-2010 (Ciclo de vida) 260 250 240 230 220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0:57:36 0:50:24 203,92 196,33 180,75 176,52 208,16 212,08 209,16 186 187 186,83 0:43:12 164,08 144,88 0:36:00 150,7 0:28:48 124,88 110,06 99,06 0:21:36 85,24 73,24 0:14:24 47,42 0:07:12 21,6 15,9 0:00:00 1 2 3 4 5 Movimientos máximos circuito actual Movimientos máximos de los grupos actualmente Tiempos medios de ordenes actual 6 7 Nº de Lgv 8 9 10 11 12 13 Movimientos maximos previsto con los grupos actuales Movimientos máximos circuito simulado Tiempos medios de ordenes circuito simulado 23
Proyectos de automatización de Hijos de Rivera 2000-2010. (Seguridad ) Proyecto de centralización de productos químicos. Objetivos: Eliminar o reducir el riesgo de vertidos. Evitar la manipulación de contenedores o bidones con productos químicos. Mejorar el control y supervisión en el uso de productos químicos. Ratios por áreas de consumo. Mejorar la disponibilidad de las instalaciones CIP. Facilitar el cumplimiento de normativas vigentes en cuanto uso de productos químicos. 24
Mejora ratio de consumo productos químicos/ hl envasado. Reducción de incidencias y partes de riesgo. Ratios de consumo, por día y zona. Disponibilidad 24h a tanques Cip. Saber como, cuando y donde se producen los consumos de productos. 25
Proyectos de automatización de Hijos de Rivera 2000-2010. (Medio Ambiente) Instalación planta de tratamiento Anaeróbico. Objetivos: Mejorar la calidad del vertido de la fábrica a la red de alcantarillado de la ciudad. Cumplir normativa municipal y autonómica sobre vertidos. Posibilidad de aprovechar la generación de biogas. 26
Capacidad de tratamiento de 18000kg/día DQO. Flujo máximo de 250m3/h. Producción de biogas con una riqueza del 65% de metano. 27
Proyectos de automatización de Hijos de Rivera 2000-2010.( Ahorro Energético) Proyecto de gestión de alumbrado en planta Objetivos: Reducción del consumo eléctrico Instalar sensores de presencia en pasillos. Programación automática en el encendido y apagado de luces de planta. Luminarias de bajo consumo. 28
Reducción del consumo eléctrico en un 20% en alumbrado. 29
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Proyectos de automatización de Hijos de Rivera 2000-2010.(Calidad de producto) Proyecto de automatización de camiones transporte de cerveza. Objetivos: Asegurar la calidad de la cerveza durante todo el proceso Vigilancia de presiones, caudales, niveles de cerveza. Facilitar las tareas de carga, descarga y CIP de los camiones de cerveza. 31
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Proyectos de automatización de Hijos de Rivera 2000-2010. (Gestión) 33
Procesos de automatización, su evolución y sus riesgos Muchas gracias. Miguel Rodriguez. Resp. Automatización de Hijos de Rivera S.A 34