Memorias Del Proyecto (2) Proyecto De Ingenieria

Unidades 1, 2 y 3 Fase 7– Memorias del proyecto

Presentado por: Eliana Noriega Pedroza Cód. 1090422510 Edinson Yahir Uvita Cod. 1095926901 Yurleny Cárdenas Pineda Cod. 1095800991 Yahir Villamizar Larrota Cod. 1098612143 Joaquín Camilo Rodríguez Cód. 1098286321

Grupo: 212027_13

Presentado a: Víctor Hugo Rodríguez

Universidad Nacional Abierta y a Distancia Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería Programa de Ingeniería Industrial Mayo 21 de 2018

TITULO

Cervecería Dorada, le apuesta a la innovación.

INTRODUCCIÓN

En todas las organizaciones, en gran medida el éxito o fracaso de sus procesos depende de un buen desarrollo en la Evaluación y Formulación de Proyectos, pues la idea consiste en buscar la mejor alternativa en la ejecución de los planes o proyectos a realizar. Es así como en el presente trabajo se desarrolla el Proyecto de Ingeniería, sobre una situación problemática de la Empresa “Cervecería Dorada”, donde se refleja las propuestas de mejora para el proceso productivo y se resaltan los elementos que hacen parte del proceso automático y a su vez las ventajas y posibles soluciones para poder llevar un proceso de una mejor manera y con una implementación de tecnología en busca de la satisfacción del Cliente. En el presente se hace la integración de todas las actividades realizadas durante el desarrollo del curso con las cuales se buscó dar solucion presentando las propuestas de mejora para el proceso productivo, logrando identificar los equipos que deben implementarse en la empresa para automatizar los procesos que deben implementar en la cervecería dorada con el objetivo de optimizar costes, tiempo y satisfacer la demanda creciente del mercado.

PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

SITUACIÓN PROBLEMÁTICA “Cervecería Dorada” es una pequeña cervecería artesanal (ver figura 1) que en la actualidad produce 6 barriles de cerveza de 25 litros por día. La empresa ha decidido pasar de vender su producto en barril a venderla en presentación de botella de 350 cc para poder satisfacer así la creciente demanda y posicionar su marca “Cerveza Oro”, para lo cual va a montar una planta embotelladora con una capacidad de 2.000 botellas/día, con algunos de sus procesos automatizados.

Identificación del problema.

La actual producción de cerveza oro que es vendida en barriles no satisface la creciente demanda que tiene el producto, adicional a esto la marca no es reconocida por los clientes ya que la cerveza no es embotellada ni estampillada, es decir carece de una presentación especifica por lo cual es muy difícil hacer el reconocimiento de esta. El problema de la Cervecería Dorada es la falta de automatización en los procesos, lo que provoca que la producción de cerveza sea menor ya que es invertido mayor

tiempo en su producción, lo cual ha influido de manera negativa en la satisfacción de la demanda.

Formulación del problema.

¿Qué técnicas deberían implementarse en la Cervecería Dorada para mejorar las condiciones del proceso productivo de la cerveza y a su vez conseguir que el volumen de producción aumente para lograr satisfacer la demanda actual?

OBJETIVOS

Objetivo General

Mediante los conceptos aprendidos en la unidad 1,2 y 3 e identificar elementos de sistemas de procesos automáticos para buscar la viabilidad del proyecto propuesto “Cervecería Dorada”, buscar alternativas de mejora y aplicación de la tecnología mediante procesos automatizados para llevar a cabo tareas con mayor eficiencia y que los procesos sean de mayor calidad.

Objetivos Específicos 

Analizar la situación problemática de la Cervecería Dorada.



Identificar y formular el problema de la Cervecería Dorada.



Conceptualizar los procesos que se implementarán en la Cervecería Dorada.



Identificar los beneficios de la automatización en el caso de la Cervecería Dorada, realizando un análisis costo beneficio.



Realizar matriz de marco lógico de acuerdo con el material de estudio propuesto por los tutores.



Obtener resumen de elementos de procesos automáticos y así poder determinar cuál puedo utilizar y de qué manera en un proyecto.



Identificar las ventajas y desventajas de los procesos automáticos.



Establecer roles y funciones para construcción de trabajo colaborativo



Debatir los diferentes puntos de soluciones y sacar conclusiones para la obtención del documento.



Diseño de diagramas de flujo 3.



Determinar componentes tecnológicos en cada estación para las operaciones.

JUSTIFICACIÓN La producción de cerveza artesanal surge como una idea por llegar a un mercado amplio, con un producto alternativo a los ya conocidos y de origen industrial. Como principal finalidad llegar al mercado con óptima calidad teniendo en cuenta la necesidad del cliente, brindando otras como exclusividad y gusto por lo tradicional, en busca de maximizar el beneficio de realizar dicha actividad sin dejar de lado la importancia que representa el cliente para un negocio. Además de esto, surge la posibilidad de brindar nuevas características a la cerveza tales como ser de origen natural, regional y que pueda acompañar a la oferta turística, reconociéndola como una bebida autóctona como es la que produce la cervecería la dorada. El presente informe se realiza con el objetivo de implementar la automatización industrial a una empresa artesanal dedicada a la producción de cerveza, donde pudimos aplicar los conocimientos adquiridos durante el desarrollo del curso académico.

MARCO TEORICO

AUTOMATISMO Es un sistema capaz de actuar dependiendo de la tarea a realizar, él trabaja dependiendo lo que el proceso requiera sin necesidad de tener un operario una vez haya sido programado para recibir órdenes atreves de un sistema binario donde serán señales de si o no o 0 o 1 dependiendo las señales recibidas. CLASIFICACION TECNOLOGICA Automatismos cableados Es el conjunto de piezas unidas mediante cables eléctricos, existen 3 tipos Fluidicos, eléctricos, y electrónica estática. AUTOMATISMOS PROGRAMADOS. Se implementan por medio de un programa que se ejecuta en un microprocesador. Se pueden distinguir en tres formas:  Autómata programable industrial.  Ordenador (PC industrial).  MICROCONTROLADOR. Son circuitos integrados (“chips”) programables, que incluyen en su interior un microprocesador y la memoria y los periféricos necesarios. Las ventajas más importantes de los automatismos programados son:  Permiten una gran flexibilidad para realizar modificaciones o ampliaciones.  Permiten implementar funciones de control y de comunicación complejas. LA SEGURIDAD EN LOS AUTOMATISMOS Esta busca la seguridad del operario bien sea por medio de intervención únicamente de señales enviadas por su operador en los procesos o automática pero que a la vez todo movimiento se realice sincronizada mente buscando la seguridad del personal operario. REPRESENTACION DE LOS AUTOMATISMOS Las 2 formas tradicionales son la lógica de contactos y las puertas lógicas, que permiten representar funciones lógicas sencillas. Lógica de contactos (de relés). Las variables binarias se representan mediante contactos que están cerrados ´o abiertos

según esté activa (1) o inactiva (0) la variable en cuestión. Puertas lógicas. La función lógica se representa mediante compuertas lógicas (puertas AND, NAND, OR y NOR). Diagrama de flujo. Es una forma de representación de más alto nivel que las dos anteriores. Consiste en un diagrama con dos tipos de elementos, los nodos de decisión y los nodos de actuación o tratamiento. GRAFCET En esta representación se tienen cuadrados que representan las etapas del automatismo, y transiciones entre ellas. UTOMATISMOS COMBINACIONALES Y SECUENCIALES CONVENSIONALES: Es aquel que depende ´únicamente del estado en ese mismo instante de las entradas (y no de los valores pasados).y suelen ser muy limitados. SECUENCIALES: es aquel en el que el valor de las salidas en un instante depende del valor de las entradas. Los automatismos secuenciales implementados habitualmente en la industria son programados.

METODOLOGIA Matriz de Marco Lógico Resumen narrativo

Indicadores

Medios de

Supuestos

Verificación Finalidad:

Entrega del diseño de Acta de aprobación. la estrategia Plantear la estrategia de competitiva, para ser Encuestas de competitividad de la implementada. satisfacción como empresa, medio de control y incrementando la evaluación de la oferta de producto, estrategia. Incremento en la pasando de una productividad de la presentación en barril empresa a botella de 350 cc, Listas de verificación logrando posicionar la diaria, análisis de marca en el mercado y producción mensual. Tras la generando ingresos implementación del para la compañía. nuevo proceso de automatizado se aumentará la producción ventas en un 367%. Propósito

Entrega de documento que contiene lineamientos de índole corporativo, para que la empresa cuente con información que le permita revisar constantemente.

Con la automatización de los procesos de embotellado, llenado y tapado, la empresa logrará en el corto plazo un crecimiento de su participación en el mercado de bebidas, mejorando sus Indicadores de márgenes de ventas y resultados: Índice de rentabilidad. ventas, liquidez y margen de Así mismo, podrá rentabilidad. abastecer de manera Proponer la más eficiente la adquisición de un demanda, buscando programa de ser cada día más inventario y manejo competitiva. eficiente de los tiempos.

La empresa se sostiene en el mercado y garantiza el producto artesanal.

Se espera recibir en el certamen Copa Cerveza Mx, la medalla de oro como mejor cerveza artesanal.

Acta de aprobación.

Existen condiciones socioeconómicas Implementación de la favorables y automatización. desfavorables. Auditorias de calidad. Políticas ambientales.

Políticas de prevención de enfermedades.

Campañas de prevención de alcoholismo a menores de edad.

Leyes contra el consumo de bebidas en espacios públicos.

Crisis país.

económica

del

Nueva y mejorada competencia. Resultados

Entrega de la propuesta de automatización y detalle de todos sus Diseñar la propuesta de automatización de componentes: la empresa: integrando Hardware y Software, componentes tecnológicos para hacerla más eficiente y que sus procesos de llenado, embotellado y tapado sean óptimos, para lograr las metas que la empresa se ha trazado.

Actividades









Memoria del proyecto Descubrimiento de (diseño básico). nuevas y mejores tecnologías. Control, mantenimiento predictivo, preventivo y Huelgas. correctivo. Escases de insumos.

Plan Estratégico de Diligenciamiento diario Personal adecuado será producción y del manual de asignado a cada Competitividad. inspección, vigilancia y proceso automatizado. Aumento de los control sanitario de Establecer los clientes alimentos y bebidas. componentes Contratación de nuevo tecnológicos personal (Ampliación de necesarios para la Comprobantes y la planta) implementación del contratos. proceso de automatización. Realizar el diagrama de flujo que explique gráficamente cada paso o etapa del proceso. Definiremos el hardware y el software que intervendrán en el proyecto para materializar los diseños de la automatización. Se entregarán las instrucciones de los procesos objeto de





la automatización: Llenado, embotellado, y etiquetado. Se presentará el programa con las instrucciones para ejecutar las labores propias del hardware, descripción del software y los sensores y actuadores que serán utilizados. Construcción y remodelación de la planta física de la empresa. Los procesos que se van a automatizar son: Llenado - tapado – etiquetado – pasteurizado y embalado. (ver figura 2)

SOLUCION 1 Principal mente planteo un proceso que sea todo automático, el cual sería más rápido pero de alguna manera se pierde la magia de la parte artesanal desde luego teniendo en cuento que lo que se requiere es principalmente dar cumplimiento de una manera más rápida para poder satisfacer el cliente.

Diagrama realizado para solución 1.

Problema planteado:  Falta de botellas: La falta de botellas en el proceso de envasado es un problema que debe atenderse con urgencia, ya que la falta de elementos como este es signo de que hay falta de organización, planificación, en inventario, falta de comunicación entre departamentos, entre la empresa y los proveedores. La falta de botellas al momento del llenado de estas provoca un atraso en el proceso, teniendo como consecuencia la pérdida de tiempo, perdida de dinero, porque todo esto proporciona tiempo y dinero para la elaboración de un producto. Pero hay que buscar las causas específicas que provocan que la materia prima no esté justo a tiempo. • Falta de etiquetas: Este es otro cuello de botella encontrado en la Cervecería la dorada en el área de envasado, situación que provoca que el producto no esté disponible para la distribución de las cervezas, además de que gana una mala imagen ante sus clientes ya que no se le entrega su producto en el tiempo requerido. Podría ser que la empresa proveedora de las etiquetas esté teniendo problemas de entrega o que la cervecería no tiene una organización y un control de inventario debido.  Falta de tapas: Todos los cuellos de botellas tienen un mismo fin, atraso en el proceso, pérdidas de tiempo y dinero.

CONTROLES QUE LLEVA LA EMPRESA ACTUALMENTE - Control de Calidad - Control de Envasado - Control de residuos Sólidos reciclables y no reciclables - Control de despacho de gas GLP - Control de Inventario - Control de Salida de Camiones

- Control de Bunker - Control de amoniaco utilizado en compresores - Control de vapor de Calderas - Control de Metodología - Control de Filtración - Control de Niveles de CO2 - Control de agua y Energía

RESULTADOS, DISCUSIONES Y SOLUCIONES 2  Capacitar y concientizar al operador de envasado para que tenga conocimientos de lo perjudicial y peligroso que puede ser el tener botellas quebradas en el área de trabaja y los accidentes que puede ocasionar.  Si el problema de botellas quebradas en el área de envasado no se puede solucionar al 100% por el hecho de ser una empresa la cual las botellas (vidrio) son un material indirecto, la mejor utilización del equipo de protección personal sería lo ideal.  El buen funcionamiento y eficaz mantenimiento de las maquinas es de gran importancia ya que si estas están realizando un excelente trabajo y a la velocidad la cual van las botellas es correcta, sería muy mínima la cantidad de botellas quebradas.  Llevar un control anticipado de inventario con respecto a la cantidad de materia prima disponible para así evitar el escás de estas al momento de realizar el proceso de envasado, ya que esto ocasiona atrasos para que el producto final esté listo en el momento indicado, provocando pérdidas para la empresa.

SINTESIS CAPITULO 1 AUTOMATIZACION INDUSTRIAL INTRODUCCION A LOS AUTOMATISMOS Se pueden distinguir varios niveles: 1. Nivel maquina realiza una tarea productiva simple 2. Nivel célula realiza trabajos más complejos, sistemas automatizados 3. Nivel planta trabaja de forma coordinada para cumplir objetivos de producción global 4. Nivel empresa (gestión, ventas, producción)

RESULTADOS PROPUESTA MEDIANTE DIAGRAMAS GRAFCET

En esta propuesta el sistema se activará mediante la pulsación de un botón que dará el inicio a la estación de llenado (0), cuando la botella active el sensor de contacto (A) la cinta transportadora se detendrá alineando verticalmente la botella al sensor de nivel, en la estación de tapado (1) se activara el sensor nuevamente de nivel para verificar e inspeccionar su nivel y tapado, el cual determinará si esta se encuentra vacía, estación control calidad (2), el cual el sensor (C) ubicado perpendicularmente a la botella, el cual se activará cuando el líquido haya alcanzado el nivel deseado deteniendo la válvula y activando la cinta de transporte nuevamente, estación almacenamiento (3) para llevar la botella a su respectivo almacenamiento el cual se activa un sensor (D) para llevar acabo su producto final y respectiva medida 350 cc

Propuesta de diseño (software) Grafcet Nivel 1

Grafcet Nivel 2

Diagrama Grafcet, proseso de llenado

Diagrama Grafcet, Proceso de Tapado

Propuesta de diseño (hardware) PROCESO POR AUTOMATIZAR

Diseño del proceso de automatización a implementar

COMO SE REALIZARÍAN LOS PROCESOS DE AUTOMATIZACIÓN DENTRO DE LA PLANTA

Banda transportadora: Se realizaría por medio de una banda transportadora que Consiste en 3 poleas conectadas a un moto-reductor, estos moto-reductores están a su vez automatizados con una DPC, que controla su velocidad con unos acelerómetros que están constantemente censando que la aceleración sea la adecuada para el proceso.

Esta banda transporta los envases vacíos para que sean llenados, se detiene por un determinado tiempo ya programado mientras se llenan los envases.

Llenado de producto. La banda con los envases vacíos y listos para su llenado pasa por una máquina que cuenta con unos sensores de proximidad, que cuando determinan que hay cierta cantidad de envases en los llenadores se detiene 5 segundos para que sean cargados los envases.

El líquido (Cerveza) se deposita en una tolva y baja mediante tubería hacia las boquillas. Por tanto, mediante un sistema de boquillas se realiza el llenado de la

cerveza a los respectivos envases.

Posteriormente la banda los transportará al

siguiente proceso.

Tapado: En este proceso la banda transportadora con el envase lleno llega a otra máquina donde se realiza el tapado. Este tapado es a presión y la sección donde está el inicio del tapado detiene la banda por medio de sensores de proximidad, y con un temporizador se determina el tiempo de parada. Este tiempo es que se demora la maquina capturando cierta cantidad de envases y realizando el tapado a presión del envase.

Etiquetado: Este proceso se realiza con otra máquina, una vez los envases pasan por ella se anexa la etiqueta adhesiva, esta contiene el logo, la marca y la información del producto de la empresa. La velocidad del etiquetado es controlada por el sensor de velocidad que le permite etiquetar a la misma velocidad que se van transportando los envases en la banda.

Pasteurizado: En este proceso los envases llenos pasan y se detienen por un tiempo determinado (½ hora), a una temperatura de 65 grados, luego pasan por un proceso de enfriamiento de aproximadamente 4 grados. Al finalizar, el producto sale hacia el otro proceso. Para la detección de la temperatura, la máquina de pasteurización utiliza unos termopares que censan la temperatura y envían la información a un controlador donde está determinada la temperatura máxima y la mínima del proceso.

Termopar

Embalado: Para el embalaje las botellas con la bebida llegarán mediante la banda trasportadora, en la cual un brazo mecánico ira organizando las botellas en una canasta, canastas que de igual manera irán llegando en una banda hasta llegar al punto indicado. Estas canastas serán organizadas por un operario, el cual organizara gran cantidad para que la banda las transporte. Cuando ya está totalmente llena la canasta, un robot llevara la canasta a la respectiva estiba donde se almacenará. Los brazos mecánicos están controlados por un DPC configurado previamente para realizar estas actividades con sus respectivos paso a paso, para que el proceso sea un éxito.

NIVELES DE AUTOMATIZACIÓN DE UN PROCESO PRODUCTIVO

1. Nivel de máquina: en este nivel se considera la automatización de una máquina que realiza una tarea productiva.

2. Nivel de célula (de grupo): en este nivel se considera el control automatizado de un conjunto de máquinas que trabajan en conjunto y coordinadamente para realizar un proceso de producción más complejo. 3. Nivel de planta: en este nivel se considera el control automatizado de toda la planta de producción que trabaja de forma coordinada para cumplir unos objetivos de producción global de la fábrica. 4. Nivel de empresa: en este nivel se considera el conjunto de la empresa (gestión, ventas, producción)

Se denomina automatismo al sistema completo, aunque este término hace referencia fundamentalmente al sistema de control, ya que es éste el que produce de forma automática las acciones sobre el proceso a partir de la información captada por los sensores.

El concepto tradicional de automatismo se utiliza para sistemas de eventos discretos (llamados también sistemas secuenciales) en los que estas señales son binarias, es decir, solo pueden tomar 2 valores, 1 ó un 0 – activa o inactiva.

CLASIFICACIÓN TECNOLÓGICA

En función de la tecnología empleada para la implementación del sistema de control, se puede distinguir entre automatismos cableados y automatismos programados.

Automatismos Cableados: se implementan por medio de uniones físicas entre los elementos que forman el sistema de control.

Se pueden distinguir tres tecnologías diferentes: 

Fluídica (neumática o hidráulica)



Eléctrica (relés o contactores)



Electrónica estática (puertas lógicas y biestables)

Los inconvenientes fundamentales en los automatismos cableados son:

Ocupan mucho espacio Son muy poco flexibles. La modificación o ampliación es difícil Solo permiten funciones lógicas simples. No sirven para implementar funciones de control o de comunicación complejas.

Las ventajas de los automatismos cableados son: o Pueden ser muy robustos o Bajo coste para sistemas muy sencillos o Es una tecnología muy fácil entender por cualquier operario,

En función de la tecnología empleada para la implementación del sistema de control, se puede distinguir entre automatismos cableados y automatismos programados.

Automatismos Cableados: se implementan por medio de uniones físicas entre los elementos que forman el sistema de control.

Se pueden distinguir tres tecnologías diferentes: 

Fluídica (neumática o hidráulica)



Eléctrica (relés o contactores)



Electrónica estática (puertas lógicas y biestables)

Los inconvenientes fundamentales en los automatismos cableados son:

Ocupan mucho espacio Son muy poco flexibles. La modificación o ampliación es difícil Solo permiten funciones lógicas simples. No sirven para implementar funciones de control o de comunicación complejas.

Las ventajas de los automatismos cableados son: o Pueden ser muy robustos o Bajo coste para sistemas muy sencillos o Es una tecnología muy fácil entender por cualquier operario.

Formas de implementación  Autómata programable industrial: es el que más se utiliza en la industria. Equipo electrónico programable en un lenguaje especifico, diseñado para controlar en tiempo real y en ambiente de tipo industrial procesos secuenciales. Se utiliza para el control de máquinas y procesos.  Ordenador (PC industrial): son ordenadores compatibles con los PC de sobremesa en cuanto a software, pero cuyo hardware está especialmente diseñado para ser robusto en entornos industriales.  Microcontrolador: son circuitos integrados (“chips”) programables, que incluyen en su interior un microprocesador, memoria y periféricos necesarios.

Ventajas más importantes de los automatismos programados  Permiten una gran flexibilidad para realizar modificaciones o ampliaciones  Permiten implementar funciones de control y de comunicación complejas  Ocupan poco espacio

Los inconvenientes respecto de los sistemas cableados son:  Fundamentalmente el mayor coste (Solo si el sistema es muy sencillo)  La menor robustez  La mayor complejidad de la tecnología

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Gracias a la propuesta e implementación del proceso de automatización para gestionar el conocimiento y utilizarlo de manera benéfica en un departamento de tecnología, se concluye y recomienda lo siguiente:  Adaptar el sistema para una mayor producción en la cervecería en el menor tiempo.  utilizar herramientas de mayor precisión y durabilidad.  Realizar mantenimiento y seguimiento continuo del sistema en toda la embotelladora para que cumpla con la producción solicitada por los clientes.

Conclusiones. Con la realización del proyecto se logró diseñar un sistema para automatizar la cervecería dorada, teniendo en cuenta como parámetros la velocidad de producción y la eficacia en la ejecución del proceso en la planta y obtener un retorno positivo a los accionistas.