Sistemas de manufactura relacionados con la ingeniería industrial

Introducción

"Es la ciencia que estudia los procesos de conformado y
fabricación de componentes mecánicos con la
adecuada precisión dimensional, así como de la
maquinaria, herramientas y demás equipos necesarios para
llevar a cabo la realización física de tales
procesos, su automatización, planificación y
verificación."

La Ingeniería de Manufactura es una
función que lleva acabo el personal técnico, y
está relacionado con la planeación de los procesos
de manufactura para la producción económica de
productos de alta calidad. Su función principal es
preparar la transición del producto desde las
especificaciones de diseño hasta la manufactura de un
producto físico. Su propósito general es optimizar
la manufactura dentro de la empresa determinada. El ámbito
de la ingeniería de manufactura incluye muchas actividades
y responsabilidades que dependen del tipo de operaciones de
producción que realiza la organización particular.
Entre las actividades usuales están las
siguientes:

1) Planeación de los procesos

2) Solución de problemas y mejoramiento
continuo.

3) Diseño para capacidad de
manufactura.

La planeación de procesos implica determinar los
procesos de manufactura más adecuados y el orden en el
cual deben realizarse para producir una parte o producto
determinado, que se especifican en la ingeniería de
diseño. El plan de procesos debe desarrollarse dentro de
las limitaciones impuestas por el equipo de procesamiento
disponible y la capacidad productiva de la
fábrica.

Planeación tradicional de procesos.

Tradicionalmente, la planeación de procesos la
lleva acabo ingenieros en manufactura que conocen los procesos
particulares que se usan en la fábrica y son capaces de
leer dibujos de ingeniería con base en su conocimiento,
capacidad y experiencia.

Desarrollan los pasos de procesamiento que se requieren
en la secuencia más lógica para hacer cada parte. A
continuación se mencionan algunos detalles y decisiones
requeridas en la planeación de procesos.

· Procesos y secuencias.

· Selección del equipo

· Herramientas, matrices, moldes, soporte y
medidores.

· Herramientas de corte y condiciones de corte
para las operaciones de maquinado.

· Métodos.

· Estándares de trabajo

· Estimación de los costos de
producción.

· Estimación de materiales

· Distribución de planta y diseño
de instalaciones.

Planeación de
procesos para partes

Los procesos necesarios para manufactura una parte
específica se determinan en gran parte por el material con
que se fabrica la parte. El diseñador del producto
selecciona el material con base en los requerimientos funcionales
.Una vez seleccionado el material, la elección de los
procesos posibles se delimita considerablemente. En este
análisis de los materiales para ingeniería
proporcionamos guías para el procesamiento de cuatro
grupos de materiales.

· Metales

· Cerámicos

· Polímeros

· Y Materiales compuestos.

Una típica secuencia de procesamiento para
fabricar una parte separada consiste en:

1.- materia prima inicial.

2.- procesos básicos

3.- procesos secundarios

4.- procesos para el mejoramiento de las
propiedades

5.- operaciones de acabado.

Un proceso básico establece la geometría
inicial de la parte. Entre ellos están el colocado de
metales, el forjado y el laminado de chapas metálicas. En
la mayoría de los casos, la geometría inicial debe
refinarse mediante una serie de Procesos secundarios.
Estas operaciones transforman la forma básica en la
geometría final. Hay una correlación entre los
procesos secundarios que pueden usarse el proceso básico
que proporciona la forma inicial. La selección de ciertos
procesos básicos reduce la necesidad de procesos
secundarios. Gracias a que con el modelo se obtienen
características geométricas detallada de
dimensiones precisas.

Después de operaciones de formado, por lo general
se hacen operaciones para mejorar las propiedades
incluyen el tratamiento térmico en componentes
metálicos y cristalería. En muchos casos, las
partes no requieren estos pasos de mejoramiento de propiedades en
su secuencia de procesamiento. Las operaciones de
acabado son las ultimas de la secuencia; por lo general
proporciona un recubrimiento en la superficie de la parte de
trabajo(o ensamble) Entre estos procesos están la
electrodeposición y la pintura.

Desarrollo
histórico de los sistemas de manufactura

El punto de partida de los procesos de manufactura
moderno pueden acreditarse a

ELI WHITNEY con su máquina despepitadora de
algodón sus principios de fabricación
intercambiables o su máquina fresadora sucesos todos ellos
por los años de 1880 también en esa época
aparecieron otro procesos industriales a consecuencia de la
guerra civil en los Estados Unidos que proporciono un nuevo
impulso al desarrollo de procesos de manufactura de aquel
país.

El origen de la experimentación y análisis
en los procesos de manufactura se acreditaron en gran medida a
FRED W. TAYLOR quien un siglo después de Whitney publico
los resultados de sus trabajos sobre el labrado de los metales
aportando una base científica para hacerlo.

El contemporáneo Miron L. Begeman y otros
investigadores o laboratoristas lograron nuevos avances en las
técnicas de fabricación, estudios que ha n llegado
a aprovecharse en la industria.

El conocimiento de los principios y la aplicación
de los servomecanismos levas, electricidad, electrónica y
las

Computadoras hoy en día permiten al hombre la
producción de las maquinas.

PROCESOS DE MANUFACTURA CONVENCIONALES

De acuerdo con esta definición y a la vista de
las tendencias y estado actual de la fabricación
mecánica y de las posibles actividades que puede
desarrollar el futuro ingeniero en el ejercicio de la
profesión, los contenidos de la disciplina podrían
agruparse en las siguientes áreas
temáticas:

· Procesos de conformación sin
eliminación de material

· Por fundición

· Por deformación

· Procesos de conformación con
eliminación de material

· Por arranque de material en forma de
viruta

· Por abrasión

· Por otros procedimientos

· Procesos de conformado de polímeros y
derivados

· Plásticos

· Materiales compuestos

· Procesos de conformación por
unión de partes

· Por sintonización

· Por soldadura

· Procesos de medición y
verificación dimensional

· Tolerancias y ajustes

· Medición dimensional

· Automatización de los procesos de
fabricación y verificación

· Control numérico

· Robots industriales

· Sistemas de fabricación
flexible

Las propiedades de manufactura y tecnológicas son
aquellas que definen el comportamiento de un material frente a
diversos métodos de trabajo y a determinadas aplicaciones.
Existen varias propiedades que entran en esta categoría,
destacándose la templabilidad, la soldabilidad y la dureza
entre otras.

OTRA CLASIFICACIÓN GENERAL DE LOS PROCESOS DE
MANUFACTURA ES:

De manera general los procesos de manufactura se
clasifican en cinco grupos:

· Procesos que cambian la forma de del
material

Ejemplos:

Metalurgia extractiva, Fundición, Formado en
frío y caliente, Metalurgia de polvos, Moldeo de
plástico

· Procesos que provocan desprendimiento de viruta
promedio de máquinas

Ejemplos:

Métodos de maquinado convencional, Métodos
de maquinado especial

· Procesos que cambian las superficies

Ejemplos:

Con desprendimiento de viruta, Por pulido, Por
recubrimiento.

· Procesos para el ensamblado de
materiales

Ejemplos:

Uniones permanentes, Uniones temporales

· Procesos para cambiar las propiedades
físicas

Ejemplos:

Temple de piezas, Temple superficial

Soldabilidad:

En ingeniería, procedimiento por el cual dos o
más piezas de metal se unen por aplicación de
calor, presión, o una combinación de ambos, con o
sin al aporte de otro metal, llamado metal de aportación,
cuya temperatura de fusión es inferior a la de las piezas
que han de soldarse. La mayor parte de procesos de soldadura se
pueden separar en dos categorías: soldadura por
presión, que se realiza sin la aportación de otro
material mediante la aplicación de la presión
suficiente y normalmente ayudada con calor, y soldadura por
fusión, realizada mediante la aplicación de calor a
las superficies, que se funden en la zona de contacto, con o sin
aportación de otro metal. En cuanto a la
utilización de metal de aportación se distingue
entre soldadura ordinaria y soldadura autógena.

Esta última se realiza sin añadir
ningún material. La soldadura ordinaria o de
aleación se lleva a cabo añadiendo un metal de
aportación que se funde y adhiere a las piezas base, por
lo que realmente éstas no participan por fusión en
la soldadura.

Se distingue también entre soldadura blanda y
soldadura dura, según sea la temperatura de fusión
del metal de aportación empleado; la soldadura blanda
utiliza metales de aportación cuyo punto de fusión
es inferior a los 450 ºC, y la dura metales con temperaturas
superiores.

Gracias al desarrollo de nuevas técnicas durante
la primera mitad del siglo XX, la soldadura sustituyó al
atornillado y al remachado en la construcción de muchas
estructuras, como puentes, edificios y barcos. Es una
técnica fundamental en la industria del motor, en la
aeroespacial, en la fabricación de maquinaria y en la de
cualquier producto hecho con metales.

El tipo de soldadura más adecuado para unir dos
piezas de metal depende de las propiedades físicas de los
metales, de la utilización a la que está destinada
la pieza y de las instalaciones disponibles. Los procesos de
soldadura se clasifican según las fuentes de
presión y calor utilizadas.

El procedimiento de soldadura por presión
original es el de soldadura de fragua, practicado durante siglos
por herreros y artesanos. Los metales se calientan en un horno y
se unen a golpes de martillo. Esta técnica se utiliza cada
vez menos en la industria moderna.

Soldadura ordinaria o de
aleación

Método utilizado para unir metales con aleaciones
metálicas que se funden a temperaturas relativamente
bajas.

Se suele diferenciar entre soldaduras duras y blandas,
según el punto de fusión y resistencia de la
aleación utilizada. Los metales de aportación de
las soldaduras blandas son aleaciones de plomo y estaño y,
en ocasiones, pequeñas cantidades de bismuto. En las
soldaduras duras se emplean aleaciones de plata, cobre y cinc
(soldadura de plata) o de cobre y cinc (latón
soldadura).

Para unir dos piezas de metal con aleación,
primero hay que limpiar su superficie mecánicamente y
recubrirla con una capa de fundente, por lo general resina o
bórax.

Esta limpieza química ayuda a que las piezas se
unan con más fuerza, ya que elimina el óxido de los
metales. A continuación se calientan las superficies con
un soldador o soplete, y cuando alcanzan la temperatura de
fusión del metal de aportación se aplica
éste, que corre libremente y se endurece cuando se
enfría. En el proceso llamado de resudación se
aplica el metal de aportación a las piezas por separado,
después se colocan juntas y se calientan. En los procesos
industriales se suelen emplear hornos para calentar las
piezas.

Este tipo de soldadura la practicaban ya hace más
de 2.000 años los fenicios y los chinos. En el siglo I
d.C.,

Plinio habla de la soldadura con estaño como
procedimiento habitual de los artesanos en la elaboración
de ornamentos con metales preciosos; en el siglo XV se conoce la
utilización del bórax como fundente.

Soldadura por fusión

Agrupa muchos procedimientos de soldadura en los que
tiene lugar una fusión entre los metales a unir, con o sin
la aportación de un metal, por lo general sin aplicar
presión y a temperaturas superiores a las que se trabaja
en las soldaduras ordinarias. Hay muchos procedimientos, entre
los que destacan la soldadura por gas, la soldadura por arco y la
aluminotermia. Otras más específicas son la
soldadura por haz de partículas, que se realiza en el
vacío mediante un haz de electrones o de iones, y la
soldadura por haz luminoso, que suele emplear un rayo
láser como fuente de energía.

Soldadura por gas:

La soldadura por gas o con soplete utiliza el calor de
la combustión de un gas o una mezcla gaseosa, que se
aplica a las superficies de las piezas y a la varilla de metal de
aportación. Este sistema tiene la ventaja de ser
portátil ya que no necesita conectarse a la corriente
eléctrica. Según la mezcla gaseosa utilizada se
distingue entre soldadura oxiacetilénica (oxígeno /
acetileno) y oxhídrica (oxígeno /
hidrógeno), entre otras.

Soldadura por arco:

Los procedimientos de soldadura por arco son los
más utilizados, sobre todo para soldar acero, y requieren
corriente eléctrica.

Esta corriente se utiliza para crear un arco
eléctrico entre uno o varios electrodos aplicados a la
pieza, lo que genera el calor suficiente para fundir el metal y
crear la unión.

La soldadura por arco tiene ciertas ventajas con
respecto a otros métodos. Es más rápida
debido a la alta concentración de calor que se genera y
por lo tanto produce menos distorsión en la unión.
En algunos casos se utilizan electrodos fusibles, que son los
metales de aportación, en forma de varillas recubiertas de
fundente o desnudas; en otros casos se utiliza un electrodo
refractario de volframio y el metal de aportación se
añade aparte. Los procedimientos más importantes de
soldadura por arco son con electrodo recubierto, con
protección gaseosa y con fundente en polvo.

Soldadura por arco con electrodo
recubierto

En este tipo de soldadura el electrodo metálico,
que es conductor de electricidad, está recubierto de
fundente y conectado a la fuente de corriente. El metal a soldar
está conectado al otro borne de la fuente
eléctrica. Al tocar con la punta del electrodo la pieza de
metal se forma el arco eléctrico. El intenso calor del
arco funde las dos partes a unir y la punta del electrodo, que
constituye el metal de aportación. Este procedimiento,
desarrollado a principios del siglo XX, se utiliza sobre todo
para soldar acero.

Soldadura por arco con protección
gaseosa

Es la que utiliza un gas para proteger la fusión
del aire de la atmósfera. Según la naturaleza del
gas utilizado se distingue entre soldadura MIG, si utiliza gas
inerte, y soldadura MAG si utiliza un gas activo. Los gases
inertes utilizados como protección suelen ser argón
y helio; los gases activos suelen ser mezclas con dióxido
de carbono. En ambos casos el electrodo, una varilla desnuda o
recubierta con fundente, se funde para rellenar la unión.
Otro tipo de soldadura con protección gaseosa es la
soldadura TIG, que utiliza un gas inerte para proteger los
metales del oxígeno, como la MIG, pero se diferencia en
que el electrodo no es fusible; se utiliza una varilla
refractaria de volframio. El metal de aportación puede
suministrarse acercando una varilla desnuda al
electrodo.

Soldadura por arco con fundente en
polvo

Este procedimiento, en vez de utilizar un gas o el
recubrimiento fundente del electrodo para proteger la
unión del aire, usa un baño de material fundente en
polvo donde se sumergen las piezas a soldar. Se pueden emplear
varios electrodos de alambre desnudo y el polvo sobrante se
utiliza de nuevo, por lo que es un procedimiento muy
eficaz.

Soldadura aluminotermia

El calor necesario para este tipo de soldadura se
obtiene de la reacción química de una mezcla de
óxido de hierro con partículas de aluminio muy
finas. El metal líquido resultante constituye el metal de
aportación. Se emplea para soldar roturas y cortes en
piezas pesadas de hierro y acero, y es el método utilizado
para soldar los raíles o rieles de los trenes.

Soldadura por presión

Agrupa todos los procesos de soldadura en los que se
aplica presión sin aportación de metales para
realizar la unión. Algunos métodos coinciden con
los de fusión, como la soldadura con gases por
presión, donde se calientan las piezas con una llama, pero
difieren en que la unión se hace por presión y sin
añadir ningún metal.

El procedimiento más utilizado es el de soldadura
por resistencia; otros son la soldadura por fragua (descrita
más arriba), la soldadura por fricción y otros
métodos más recientes como la soldadura por
ultrasonidos.

Soldadura por resistencia

Se realiza por el calentamiento que experimentan los
metales debido a su resistencia al flujo de una corriente
eléctrica (efecto Joule). Los electrodos se aplican a los
extremos de las piezas, se colocan juntas a presión y se
hace pasar por ellas una fuerte corriente eléctrica
durante un instante. La zona de unión de las dos piezas,
como es la que mayor resistencia eléctrica ofrece, se
calienta y funde los metales. Este procedimiento se utiliza mucho
en la industria para la fabricación de láminas y
alambres de metal, y se adapta muy bien a la
automatización.

Templabilidad:

Proceso de baja temperatura en el tratamiento
térmico del material, especialmente el acero, con el que
se obtiene el equilibrio deseado entre la dureza y la tenacidad
del producto final. Las piezas de acero endurecidos se calientan
a una temperatura elevada, pero bajo el punto de fusión
del material. Luego se enfrían rápidamente en
aceite o en agua para lograr un material más duro, con
menos estrés interno, pero más
frágil.

Para reducir la fragilidad, el material pasa por un
recocido que aumenta la tenacidad y disminuye su dureza. Para
obtener el equilibrio adecuado entre dureza y tenacidad, deben
controlar la temperatura de recalentamiento y la duración
de este. La templabilidad depende de la facilidad del acero para
evitar la transformación de la perlita (constituyente
microscópico de las aleaciones férricas, formado
por ferrita y cementita) o de la barrita de modo que pueda
producirse martensita (hierro tetragonal de cuerpo centrado con
carbono en solución sólida
sobresaturada).

La templabilidad no es sinónimo de dureza. La
máxima dureza que se puede obtener es una función
del contenido de carbono.

Recocido:

Proceso de tratamiento térmico por el que el
vidrio y ciertos metales y aleaciones se hacen menos quebradizos
y más resistentes a la fractura. El recocido minimiza los
defectos internos en la estructura atómica del material y
elimina posibles tensiones internas provocadas en las etapas
anteriores de su procesado.

Los metales ferrosos y el vidrio se recuecen
calentándolos a alta temperatura y enfriándolos
lentamente; en cambio, la mejor forma de recocer el cobre y la
plata es calentarlos y enfriarlos enseguida sumergiéndolos
en agua. Cuando el volumen de metal o vidrio es grande suele
enfriarse dentro del horno de calentamiento; las láminas
suelen recocerse en un horno de proceso continuo.

El material a recocer se traslada sobre un tablero
móvil a través de una cámara de gran
longitud con un gradiente (diferencia gradual) de temperaturas
cuidadosamente fijado, desde un valor inicial justo por debajo
del punto de ablandado hasta la temperatura ambiente en el
extremo final. El tiempo de recocido, sobre todo en el caso del
vidrio, varía mucho según el espesor de cada pieza;
el vidrio de ventana, por ejemplo, requiere varias horas; el
vidrio cilindrado necesita varios días, y los espejos de
vidrio para telescopios reflectores, varios meses. El recocido es
necesario como paso intermedio en procesos de manipulación
de metales, como la fabricación de alambre o el estampado
en latón, para recuperar la ductilidad que el metal a
tratar pierde debido al endurecimiento producido durante la
operación de modelado, y para obtener los más bajos
valores de resistencia a la deformación.

Dureza:

Propiedad de un material sólido relacionada con
la resistencia a la deformación o abrasión de ser
superficie.

También se describe como la resistencia a la
penetración del material en cuestión.

La dureza está relacionada con la solidez,
durabilidad y la resistencia de los sólidos, y en sentido
amplio, este término suele extenderse para incluir todas
estas propiedades. Existen diversas pruebas para determinar el
valor de la dureza:

– Prueba Brinell (BHN):

– En una prensa se coloca una probeta con la superficie
superior plana y se presiona esa superficie con un balín
de acero con una carga de 500 Kg (materiales blandos) o 3.000 Kg
(materiales duros). El diámetro de la huella impresa
determina el valor de dureza.

– Prueba Vickers (VHN):

– Una pirámide de diamante se presiona contra una
probeta, bajo cargas más livianas que la prueba
Brinell.

La diagonal de la impresión determina el
número de la dureza.

– Prueba Rockwell ( Ra, Rb, etc. ):

– Un cono de diamante ( ensayo Rc) es presionada en una
probeta. La profundidad de la huella determina el número
de dureza.

Para materiales más blandos se utiliza la prueba
Rb, la cual reemplaza al cono de diamante por un balín y
se reduce la carga empleada.

Existen otras pruebas y escalas de dureza como la escala
de Mohs ( resistencia a las ralladuras) y la realizada con un
escleroscopio.

Maquinabilidad :

Propiedad que determina la capacidad de
mecanización de un material. Está relacionada con
los procesos en los cuales existe arranque de material o viruta
como:

– Cizallado: proceso por el cual se corta una
plancha o una pieza metálica en frío por medio de
tijeras o cizallas.

– Torneado: operación que consiste en
trabajar una pieza en un torno, máquina-herramienta en la
que se asegura y se hace girar la pieza a trabajar, para pulirla
o labrarla. Existen varios tipos de torneado como el simple o
recto y el cónico y horadado.

– Taladrado: operación que consiste
principalmente en la abertura, agrandamiento, corte y acabado de
agujeros en una pieza.

También están el fresado, el cepillado y
el rectificado entre otros procesos que involucran maquinabilidad
.

Isotropía:

Un material o pieza es isotrópico cuando presenta
exactamente las mismas propiedades en todas las direcciones. Lo
contrario es que sea aniso trópico, o sea, que tenga
propiedades distintas para cada dirección (propiedades
direccionales).

Colabilidad:

Propiedad que tiene relación con la fluidez que
adquiere un material una vez alcanzada la temperatura de
fusión. Tiene gran importancia en procesos de
fundición, en los cuales a través del vertido de
metal fundido sobre un molde hueco, por lo general hecho de
arena, se obtienen piezas metálicas. La fundición
implica tres procesos diferentes: en primer lugar se construye un
modelo de madera, plástico o metal con la forma del objeto
terminado; más tarde se realiza un molde hueco rodeando el
modelo con arena y retirándolo después; y a
continuación se vierte metal fundido en el molde (este
último proceso se conoce como colada).

Para que un material logre una fluidez adecuada para que
el proceso de fundición se lleve a cabo con éxito,
es necesario que la temperatura de colada sobrepase unos
110ºC la temperatura de fusión, para evitar problemas
de endurecimiento precoz del material.

Existen diversos métodos de fundición como
la colada centrífuga, la cual permite fundir objetos de
forma circular, o la fundición inversa, especial para la
fabricación de piezas fundidas ornamentales. Además
de la fundición, existen otros procesos que han ido
sustituyendo a la fundición como el laminado, el
mecanizado, la extrusión, la forja y el fundido a
presión.

Conformabilidad:

Propiedad del material que determina su moldeabilidad.
En estado líquido tiene relación con el tipo de
fundición que se emplee (molde-vaciado, presa fundida,
etc.). En estado sólido está relacionada con
procesos de deformación plástica del material
(trefilado, laminado, etc.). En estado granular, está
ligada a la presión y a la temperatura que se apliquen a
los granos o polvo del material.

La conformabilidad en estado sólido se presenta
en 3 casos. Existe conformabilidad con conservación de
masa (deformación plástica para materiales
dúctiles y maleables), con reducción de masa
(torneado, cepillado, rectificado, taladrado, etc.) y de
unión (remaches, soldaduras, pegamentos,
presión).

Esta propiedad es de vital importancia a la hora de
decidir el proceso para lograr la pieza final proyectada, debido
a su amplio espectro de posibilidades que influyen en los costos
y facilidades de producción.

Producción
económica

EL costo de un producto depende de las inversiones o
gastos que se generan en cuanto al consumo de materias primas
maquinas, mano de obra y otros gastos generales. Maquinaria, mano
de obra = costos independientes materiales, materias primas =
costos principales.

Puede afirmarse que el objetivo de una producción
económica radica en el generar un producto bajo cierto
beneficio.

Esto nos infiere que el costo debe ser aceptable y
competitivo también que debe existir una demanda para el
producto o más aun, esta demanda debe crearse. Desde que
se empezaron a utilizar maquinas, herramientas siempre ha habido
un gradual pero constante avance hacia la construcción de
maquinaria más eficiente sea combinado con operaciones o
haciéndolas más independientes de la operatividad
humana.

Reduciendo de modo los tiempos de maquinado y el costo
de mano de obra. Algunas se han convertido en máquinas
completamente automáticas que su sistema de control es muy
reducido.

Esto ha hecho que se alcance grandes volúmenes de
producción a un costo de mano de abracada vez más
bajo. Lo que es esencial para cualquier sociedad que desea gozar
de un alto nivel de vida. El desarrollo de máquinas de
alta producción va acompañado con el concepto de
calidad de manufactura. La calidad y la precisión en las
operaciones de manufactura demandan la existencia permanente de
un control geométrico severo sobre las piezas que se
pretenden sean intercambiables y que ofrezcan mejor servicio
durante su operación.

CRITERIOS FUNDAMENTALES QUE DETERMINAN UNA PRODUCCION
ECONOMICA O

RENTABLE SON:

1.- Un proyecto funcional lo más simple posible y
de una calidad estética apropiada.

2.- La selección de un material que represente la
mejor concomitancia entre las propiedades físicas, su
aspecto exterior, costo y factibilidad para trabajarlo y
maquilarlo.

3.- La selección de los procesos de manufactura
para fabricar el producto debe ser de tal suerte que con ello se
obtenga la necesaria exactitud y rugosidad y aun costo unitario
lo más bajo posible.

Métodos
avanzados de manufactura

INGENIERIA CONCURRENTE:

Se refiere a un enfoque para el diseño de
producto en el cual las empresas intentan reducir el tiempo que
se requiere para llevar acabo un nuevo producto al
mercado.

En una compañía que practica la
ingeniería concurrente (o también conocida como
Ing. simultanea) la planeación de manufactura empieza
cuando el diseño de producto se está
desarrollando.

El diseño para la manufactura y el ensamble es el
aspecto más importante de la ingeniería
concurrente, debido a que tiene el mayor impacto en los costos de
producción y en el tiempo de desarrollo del
producto.

ELABORACIÓN RAPIDA DE
PROTOTIPOS.

Se refiere a la capacidad para diseñar y producir
productos de alta calidad en el tiempo mínimo. Es una
familia de procesos de fabricación singulares,
desarrollados para hacer prototipos de ingeniería en el
menor tiempo posible.

Mencionare tres técnicas donde ellas dependen de
datos de diseño generados en un sistema grafico
computarizado. Hablar de esto implica hablar de la gran
precisión con que se realizan los trazos gracias modelo
grafico computarizado de la geometría de
partes.

1.- ESTEREOLITOGRAFIA

2.-SINTERIZADO SELECTIVO CON LASER

3.-MODELADO POR DEPOSICION FUNDIDA.

ESTEREOLITOGRAFIA: es un proceso para fabricar una parte
plástica solida a partir de un archivo de datos. Generado
apartar de un modelo solido mediante un sistema grafico
computarizado de la geometría de partes controla un rayo
láser. Cada capa tiene .005 a 0.0020 pulga. El
láser sirve para endurecer el polímero foto
sensible en donde el rayo toca el líquido , formando una
capa solida de plástico , que se adhiere a la plataforma.
Cuando termina a la capa inicial, se baja la plataforma una
distancia igual al grosor de la capa anterior y se forma una
segunda así sucesivamente hasta terminar la pieza
completa.

SINTERIZADO SELECTIVO CON LASER.: este proceso es
similar al anterior nada más que en lugar de utilizar un
polímero líquido se utilizan polvos y se comprime
por el rayo láser hasta formar las capas que van a formar
la pieza.

MODELADO POR DEPOSICION FUNDIDA: este proceso se
basa en irle dando forma con el rayo láser aun una pieza
ya sea de un material similar al de la cera.

Significa fabricar o producir objetos o
mercancías manualmente o por medios mecánicos. Sin
embargo desde el punto de vista moderno envuelve todas las
actividades necesarias para transformar la materia prima en
producto terminado, para entregar el producto al cliente y
soportar el desempeño del producto en el campo. Este
concepto de manufactura empieza con el concepto de la entrega del
producto, incluye actividades de diseño y especificaciones
y se extiende hasta la entrega y actividades de ventas, por lo
tanto involucra la integración de todos los sistemas de
información.En México el sector de manufactura es
de gran importancia para la economía. Mexicana, ya que
genera empleos, contribuye al crecimiento del
país.

Sistema: es un conjunto de elementos
interrelacionados e interactúate entre sí. Estos
conjuntos se denominan módulos. El concepto de sistema
tiene dos usos muy diferenciados, que se refieren respectivamente
a los sistemas de conceptos y a los objetos reales más o
menos complejos y dotados de organización. Es el concepto
central de la Teoría de sistemas.Conjunto de partes o
elementos organizadas y relacionadas que interactúan entre
sí para lograr un objetivo. Los sistemas reciben (entrada)
datos, energía o materia del ambiente y proveen (salida)
información, energía o materia.-El sistema de
manufactura implica la fabricación de productos que
satisfagan a los clientes, en las fechas y términos
estipulados con la calidad requerida y bajo principios de
racionalización, de minimización de costos y
maximización de utilidades.

Manufactura integrada por computadora. 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. También se menciona que tiene que ver con
proporcionar asistencia computarizada, automatizar, controlar y
elevar el nivel de integración en todos los niveles de la
manufactura.

La calidad es un conjunto de propiedades inherentes a un
objeto que le confieren capacidad para satisfacer necesidades
implícitas o explícitas.

El Sistema de gestión de la calidad es el
conjunto de elementos interrelacionados de una empresa u
organización por los cuales se administra de forma
planificada la calidad de la misma, en la búsqueda de la
satisfacción de sus clientes. Entre dichos elementos, los
principales son:

1.- La estructura de la organización. La
estructura de la organización responde al organigrama de
la empresa donde se jerarquizan los niveles directivos y de
gestión.

2.- La estructura de responsabilidades. La
estructura de responsabilidades implica a personas y
departamentos. La forma más sencilla de explicitar las
responsabilidades en calidad, es mediante un cuadro de doble
entrada, donde mediante un eje se sitúan los diferentes
departamentos y en el otro, las diversas funciones de la
calidad.

3.- Procedimientos. Los procedimientos responden
al plan permanente de pautas detalladas para controlar las
acciones de la organización.

4.- Procesos. Los procesos responden a la
sucesión completa de operaciones dirigidos a la
consecución de un objetivo específico.

5.- Recursos. Los recursos, no
solamente económicos, sino humanos, técnicos y de
otro tipo, deberán estar definidos de forma estable y
además de estarlo de forma circunstancial.

–ISO = Organización
Internacional para la estandarización–NOM= Norma
Mexicana–PyME= Pequeña y Mediana Empresa–CIM
= Manufactura Integrada por Computadora–CAD =
Diseño Asistido por Computadora–CAM = Manufactura
Asistido por Computadora

Las tecnologías blandas -en
las que su producto no es objeto tangible- pretenden mejorar el
funcionamiento de las instituciones u organizaciones para el
cumplimiento de sus objetivos. Dichas organizaciones pueden ser
empresas industriales, comerciales o de servicios o
instituciones, con o sin fines de lucro. Entre las ramas de la
tecnología llamadas blandas se destaca la educación
(en lo que respecta al proceso de enseñanza), la
organización, la administración, la contabilidad y
las operaciones, la logística de producción, el
marketing y la estadística, la Psicología de las
relaciones humanas y del trabajo, y el desarrollo de software".
Este tipo de tecnología se funda en su mayoría en
las bases de ciencias blandas como la Psicología, la
economía y la administración, esto no quiere decir
que no se tengan en cuenta las demás sí que no es
tan común; aunque se puede dar un caso como el desarrollo
de software en el cual se requiere más de ciencias duras
que de ciencia blandas.

Se suele llamar tecnologías duras a
aquellas que se basan principalmente en el conocimiento de las
ciencias duras, como la física y la química, esto
sin dejar de lado las demás ciencias. La otra cosa que las
diferencias es que en este caso el producto tecnológico es
un objeto tangible a deferencia de la anterior.

Un proceso se define como un conjunto de
tareas, actividades o acciones interrelacionadas entre sí
que, a partir de una o varias entradas de información,
materiales o de salidas de otros procesos, dan lugar a una o
varias salidas también de materiales (productos) o
información con un valor añadido.La
clasificación de los procesos de manufactura 1.
Procesos que cambian la forma del material -Metalurgia
extractiva-Fundición-Formado en frío y en
caliente-Metalurgia de los polvos-Moldeo de plásticos 2.
Procesos que provocan desprendimiento de viruta para obtener la
forma, terminado y tolerancias de las piezas deseadas. -Maquinado
con arranque de viruta
convencional-Torno-Fresado-Cepillado-Taladrado-Brochado-Rimado 3.
Procesos para acabar superficies -Por desprendimiento de
viruta-Por pulido-Por recubrimiento4. Procesos para el ensamble
de materiales-Ensambles temporales-Ensambles permanentes 5.
Procesos para cambiar las propiedades físicas de los
materiales.-Tratamientos térmicos-Tratamientos
químicos

Propiedades y
características de los sistemas de
manufactura

Sistema es un todo organizado y complejo; un conjunto o
combinación de cosas o partes que forman un todo complejo
o unitario. Es un conjunto de objetos unidos por alguna forma de
interacción o interdependencia.

Los límites o fronteras entre el sistema y su
ambiente admiten cierta arbitrariedad.Según Bertalanffy,
sistema es un conjunto de unidades recíprocamente
relacionadas. De ahí se deducen dos conceptos:
propósito (u objetivo) y globalismo (o
totalidad).-Propósito u objetivo: todo sistema
tiene uno o algunos propósitos. Los elementos (u objetos),
como también las relaciones, definen una
distribución que trata siempre de alcanzar un
objetivo.-Globalismo o totalidad: un cambio en una de las
unidades del sistema, con probabilidad producirá cambios
en las otras. El efecto total se presenta como un ajuste a todo
el sistema. Hay una relación de causa/efecto. De estos
cambios y ajustes, se derivan dos fenómenos:
entropía y homeostasia.-Entropía: es la
tendencia de los sistemas a desgastarse, a desintegrarse, para el
relajamiento de los estándares y un aumento de la
aleatoriedad. La entropía aumenta con el correr del
tiempo. Si aumenta la información, disminuye la
entropía, pues la información es la base de la
configuración y del orden. De aquí nace la
negentropía, o sea, la información como medio o
instrumento de ordenación del sistema.-Homeostasia:
es el equilibrio dinámico entre las partes del sistema.
Los sistemas tienen una tendencia a adaptarse con el fin de
alcanzar un equilibrio interno frente a los cambios externos del
entorno. Una organización podrá ser entendida como
un sistema o subsistema o un supe sistema, dependiendo del
enfoque. El sistema total es aquel representado por todos los
componentes y relaciones necesarios para la realización de
un objetivo, dado un cierto número de restricciones. Los
sistemas pueden operar, tanto en serio como en
paralelo.

El sistema de manufactura implica la fabricación
de productos que satisfagan a los clientes, en las fechas y
términos estipulados con la calidad requerida y bajo
principios de racionalización, de minimización de
costos y maximización de utilidades.

En la administración de manufactura debemos
prever la demanda de productos y factores de producción,
ajustar la programación del trabajo, determinar los
mecanismos de control, llevar a cabo el análisis y
administración de las adquisiciones y del control de
inventarios, determinar la localización de la planta,
llevar a cabo métodos de trabajo y determinar los medios
de medición, así como llevar a cabo el
análisis y el control de costos.

De esta forma, las áreas de
responsabilidad que nos ayudan en la administración de
manufactura son:

Planeación y control de
producción.Investigación, diseño y
desarrollo del producto.Localización y distribución
de la planta.Administración de adquisiciones y control de
inventarios.Análisis de métodos de trabajo, su
medición y remuneración.Sistemas de calidad.Toma de
decisiones.Financiamiento.Recursos Humanos.Mercado y
competencia.

Como se puede observar la manufactura es un
subsistema de la empresa u organización, que para alcanzar
su objetivo requiere de estudios, análisis y toma de
decisiones acordes a racionalizar los recursos para lograr ser
productivo.

Es por ello que dentro de la
planeación y control de la manufactura se deben llevar a
cabo las siguientes actividades:

Estudio de la demanda.Planeación de
la producción.Programa de manufactura.Aprovisionamiento y
administración de inventarios.Presupuesto de
producción.Control de producción.

SE HARAN MENCION DE ALGUNAS EMPRESAS QUE MANEJAN LOS
SISTEMAS DE MANUFACTURA

QCDI ha desarrollado un innovador sistema de
manufactura para controlar y optimizar el proceso de
fabricación. El sistema de manufactura de QCDI
permite realizar una efectiva planificación de recursos de
maquinaria, energía, recurso humano, procesos y
requerimientos de materiales (MRPII), para maximizar la
eficiencia de la fabricación, con las siguientes
herramientas:

• Análisis de Costos de
  Fabricación

• Planificación de la
  producción)

• Control de Producción

• Trazabilidad: hacer seguimiento a un evento con
  el uso de código de barra