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UNIVERSIDAD DON BOSCO

VICERRECTORÍA DE ESTUDIOS DE POSTGRADO

MAESTRÍA EN MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA

PROYECTO GESTIÓN DE LA PRODUCCIÓN

Catedrático: Mg Edwin Armando Guevara Alemán

Presenta:

Sergio Miguel García Pérez GP980067

Ciudadela Don Bosco, 03 de Julio de 2015

Maestría en MIC, UDB Gestión de la Producción, Junio de 2015

2

ÍNDICE

Tema Página

Portada…………………………………………………………………………………... 1

Índice…………………………………………………………………………………….. 2

Descripción del proyecto………………………………………………………………. 3

Objetivo general del proyecto............................................................................... 3

Equipo de trabajo……………………………………………………………………… 3

Especificaciones del proyecto………………………………………………………… 3

Bitácora de trabajo

Reflexión inicial………………………………………………………………… 4

Pasos realizados para la construcción del modelo de producción

Java……………………………………………………………………... 4

SQL Server…………………………………………………………….. 4

Instalación de software Ignition……………………………………… 4

Conexión a la base de datos………………………………………… 4

Desarrollo del proyecto……………………………………………….. 5

Conclusiones y reflexiones finales...................................................................... 30

Referencias............................................................................................................ 32


3

Descripción del proyecto

El proyecto MES consiste en el diseño y desarrollo de una aplicación de gestión de producción

para una planta de manufactura de alimentos y bebidas, utilizando la plataforma de software

Ignition.

Objetivo general del proyecto

Aplicar los conceptos teóricos de la asignatura, por medio del desarrollo de una aplicación de

software que integre funcionalidad MES.

Equipo de trabajo

Para la ejecución de este proyecto, los alumnos se organizarán de forma individual o en grupos

de 2 personas. Sólo en casos especiales se permitirá un grupo de 3 personas.

Especificaciones del proyecto

El alcance del proyecto debe incluir como mínimo lo siguiente:

1. Diseño del modelo de producción (jerarquía de equipos, turnos, etc.).

2. Modelaje de una línea de producción que incluya como mínimo 3 celdas (máquinas),

utilizando el módulo Ignition “production simulator”.

3. Diseño de una interfaz de usuario HMI, mostrando el estado de la línea (corriendo,

parada, velocidad, etc.).

4. Diseño de una pantalla de programación de órdenes de producción (scheduling screen).

5. Diseño de una pantalla resumen (dashboard) para mostrar gráficas OEE.

La aplicación MES será diseñada con el software Ignition de Inductive Automation, utilizando la

versión demo que puede instalarse en una laptop o PC sin ningún costo. Se recomienda utilizar

el motor de bases de datos MySQL. Para implementar las funciones MES, se sugiere instalar el

módulo OEE and Downtime y utilizar la aplicación demo OEE.


4

Bitácora de trabajo

Reflexión inicial.

Con la mejor de las motivaciones para el uso de la plataforma Ignition y de la implementación

de módulos MES, se ha hecho uso referencial de la Inductive University para las

configuraciones. Se han utilizado los nombres propuestos por las lecciones para respetar las

configuraciones y evitar problemas de reconocimiento de variables dentro de la plataforma.

Pasos realizados para la construcción del modelo de producción.

1. Java.

Actualización de Java (Java8jdk).

2. SQL Server.

Verificación si la máquina de trabajo tiene instalado Microsoft SQL Server. En este caso se está

utilizando el 2012.

3. Instalación del sofware Ignition.

En este caso se está utilizando la versión 7.7.4 (b2015033012).

Cuando se está instalando el software se considera agregar los módulos MES que serán

necesarios para la elaboración del proyecto. Algunos fueron agregados desde la

instalación, otros fueron agregados luego de haber instalado el programa (Trace-

Installer-module.modl; Production Simulator-module.modl; OEEDT Installer-

module.modl).

Agregar archivos demo de proyectos “Ignition Demo Project Gateway Backup”: Projects

Backups; Production Simulation Files).

4. Conexión de la base de datos.

Utilizando el manual de usuario del sistema, se consultó la sección de “¿Cómo conectar una

base de datos?” y se realizó el procedimiento indicado, con el objetivo de crear y tener valida la

base de datos del análisis MES que se realizará. Se ilustra por medio de la Figura 1 y Figura 2.


5

Figura 1. Verificación de la conexión de base de datos

Figura 2. Configuración base de datos creadas en Ignition

5. Desarrollo del proyecto.

Se consultó la plataforma de Inductive University, en el caso muy específico el OEE/Downtime

en MES. Dentro de la plataforma se pueden encontrar los diferentes cursos y lecciones, para el

caso en particular que se analiza, se siguieron los procedimientos en cuanto a:


6

No. Tema Lecciones

1 Entendiendo OEE o ¿Qué es OEE?

o Disponibilidad (OEE)

o Rendimiento (OEE)

o Calidad (OEE)

o Aplicando OEE

o Rendimiento efectivo total de los equipos (TEEP)

2 Sobre el seguimiento

OEE

Escenarios de recuento de la producción

Recuento de la producción – PLC’s

Fuentes de recuento de la producción

3 Sobre el seguimiento

de tiempos de

inactividad

Método de detección multipunto

Método de detección simple

Tipos de tiempo de inactividad

Línea versus el tiempo de inactividad de la celda

Razones de tiempo de inactividad

Detección de razones claves

Detección de razones iniciales

Detección de estados de la línea

Razones del operador externo

Tabla 1. Primeros tres temas y 18 lecciones acerca del MES y el OEE

En la investigación y seguimiento de las lecciones en Inductive University de los temas que

muestra la Tabla 1, no se hace ningún registro en especial, ya que son temas que fueron

desarrollados y explicados durante las sesiones de clase teóricas y las practicas de laboratorio.

A partir del tema 4 hasta el tema 7, se muestran imágenes del procedimiento de las lecciones y

videos que han encontrado en dicha plataforma.

La Figura 3, muestra como iniciar un proyecto.


7

Figura 3. Iniciar diseñador de proyecto Pro_GDP

No. Tema Lecciones

4 Instalación del

módulo OEE

Instalación del módulo OEE

Tiempo de ejecución y análisis de las bases de datos

Configuración de bases de datos en MES

Instalación de proyecto de ejemplo

Simulador de producción

Tabla 2. Configuraciones de la Instalación del módulo OEE

En la Figura 4, se observa el resultado a una de las lecciones del tema 4, la manera en cómo se

debe instalar un proyecto.


8

Figura 4. Instalación de proyecto de ejemplo


9

No. Tema Lecciones

5 Configuración del

modelo de

producción

Configuración de etiquetas

Configuración del modelo de producción

Configuración de turnos y rutinas

Configuración de entradas y salidas

Configuración de residuos

Configuración de tiempos de inactividad y razones

Configuración de factores adicionales

Etiquetas de producción

Tabla 3. Configuraciones del modelo de producción

A partir de la Figura 5

hasta la Figura 10, se

muestran los

resultados de las

lecciones del tema 5.

Figura 5. Configuración de modelo de producción (empresa_GDP creada)


10

Figura 6. Configurando rutinas (receso y almuerzo)

Figura 7. Configurando entradas y salidas (infeed y outfeed)


11

Figura 8. Configuración de tiempos de inactividad y razones

Figura 9. Configuración de factores adicionales


12

Figura 10. Configuración de etiquetas de producción (RUN)

No. Tema Lecciones

6 Códigos de

productos

Pantallas de código de productos

Código de producto por línea

Tabla 4. Configuraciones de códigos de productos

A partir de la Figura 11 hasta la Figura 13, se muestran los resultados de las lecciones del tema

6.


13

Figura 11. Ventana configurada para código de producto

Figura 12. Configuración código de producto por línea


14

Figura 13. Configuración selección de código de producto

No. Tema Lecciones

7 Horarios, Órdenes de

Trabajo y Cambios

Pantallas de Órdenes de Trabajo

Taza de Horario versus Taza Estándar

Pantalla de Programación

Cambios

Tabla 5. Configuraciones de códigos de productos


15

A partir de la Figura 14 hasta la Figura 23, se muestran los resultados de las lecciones del tema

7.

Figura 14. Edición de órdenes de trabajo

Figura 15. Estándar rate y schedule rate


16

Figura 16. Script botón start

Figura 17. Etiqueta indirecta para enableRun


17

Figura 18. Configuración para botón resume (canResume)

Figura 19. Ventana de programación para enableRun, endRun y canResume


18

Figura 20. Ventana de programación (schedule) de órdenes de trabajo

Figura 21. Script editor para programar newEvent en ventana schedule


19

Figura 22. Ventana schedule con opción new entry

Figura 23. Ventana desplegada luego de new entry (scheduleNew)


20

En la Figura 24, se muestran la empresa creada y las ventanas configuradas dentro del

proyecto Pro_GDP.

Figura 24. Ignition Designer, proyecto Pro_GDP

Además de los 7 temas descritos anteriormente, hay 4 temas más, que son referentes a:

No. Tema Lecciones

8 Series de Producción o Inicio y paro (manual)

o Reanudación de la producción

o Inicio y paro (automático)

o Inicio y paro manual desde la programación

o Inicio y paro automático desde la programación

9 Pantallas del

Operador

Monitoreo de la producción

Tabla de tiempos de inactividad

Entrada manual de tiempos de inactividad

Funciones de unión

Análisis gráfico de los tiempos

10 Análisis OEE Visión general del análisis

Pantalla de análisis improvisada


21

Selector de análisis

Controlador de análisis (tiempo de inactividad)

Controlador de análisis (factor adicional)

Controlador de análisis (producción OEE)

Controlador de análisis (filtros dinámicos)

Controlador de análisis (último día)

Controlador de análisis (profundizar)

Configuración de pantalla de tablero

11 Reportes OEE Reporte OEE

Reporte de tiempos de inactividad

Reporte de cambios

Tabla 6. Cuatro últimos temas acerca del MES y el OEE

A continuación la captura de imágenes referentes a los temas y lecciones que se especifican en

la Tabla 6.

Iniciando Demo, desde Inductive Automation:

Figura 25. Lanzando el Demo OEE


22

Adición de código de producto:

Figura 26. Product code (demo schedule eemonstration)

Adición de orden de trabajo:

Figura 27. Work order (demo schedule demonstration)


23

Programación de órdenes de trabajo:

Figura 28. New schedule entry (demo schedule demonstration)


24

Operador y producción: “Work Orden SG_01”:

Figura 29. Production tun, Work Orden SG_01 (demo schedule demonstration)


25

Operador y producción: “Work Order SG_02”:

Figura 30. Production run, Work Order SG_02 (demo schedule demonstration)


26

Operador y producción: “Work Order SG_03”:

Figura 31. Production run, Work Order SG_02 (demo schedule demonstration)


27

Gráficos de línea, “Work Orden SG_01”:

Figura 32. Line chart: Work Orden SG_01 (demo schedule demonstration)


28

Gráficos de línea, “Work Order SG_03”:

Figura 33. Line chart: Work Order SG_02 (demo schedule demonstration)

A partir del Tema 6 (códigos del producto), se empiezan a hacer configuraciones de etiquetas,

de propiedades e incluso a realizar configuraciones y ediciones de script. Además, las lecciones

en los videos tutoriales empiezan a dejar vacíos en cuanto a la explicación, ya que se está

explicando sobre un demo y no se está construyendo el modelo como tal.

Es por ello que a partir del Tema 8, se hace uso del Demo para cumplir con los objetivos de:

Programación de las órdenes de la producción.

Cálculos de OEE.


29

Lo anterior es una decisión que se toma a partir de que las mismas pantallas ya programadas,

van generando error en la parte de edición y la solución a esos errores conlleva una

programación propia de Java y de Ignition, por lo que, se decide utilizar la siguiente

metodología de solución al proyecto planteado:

Temas 1, 2 y 3. Se observan los videos y se complementa información con las sesiones

de clase.

Temas 4, 5, 6 y 7. Se desarrollan las lecciones que muestran los videos y además se

coloca evidencia dentro del documento (desde la Figura 4 hasta la Figura 24).

Temas 8, 9, 10 y 11. Se desarrollan en base al Demo y se van evidencias los resultados

con las configuraciones realizadas por los desarrolladores de Ignition.

Lo anterior, puede verse como una desatención de parte del estudiante, sin embargo durante la

investigación y desarrollo del proyecto, se fueron identificando detalles de programación y de

presentación de pantallas ya elaboradas sin ninguna orientación para su correcta elaboración,

los cuales escapan a los objetivos del proyecto y por ello la parte final se decide utilizar el Demo

de Ignition.

En la Figura 34, se hace un resumen grafico de lo explicado con anterioridad.


30

Creación del Modelo de

Producción

(Propio “Pro_GDP”):

Instalación del Módulo OEE.

Configuración del Modelo de

Producción.

Códigos de Producto.

Horarios, Órdenes de Trabajo y

Cambios.

Figura 34. Temas de MES y OEE

Conclusiones y reflexiones finales

Desde hace muchos años, la humanidad experimenta cambios en todos los ámbitos del

quehacer de la misma. En el caso de los procesos de producción, la globalización,

enfoca a las empresas al control de la fabricación del producto y ya no tanto a la

elaboración del mismo, ya que su producción puede haberse realizado en cualquier

parte del mundo.

En los procesos de control de la producción o sistemas de ejecución de la gestión (MES,

por sus siglas en inglés), la estandarización es muy importante, ya que unos de los

medios que utiliza este control de la producción son las tecnologías de la información

Retroalimentación a temas

relacionados con sesiones teóricas y

de laboratorio:

Entendiendo OEE.

Sobre el Seguimiento OEE.

Sobre el Seguimiento a Tiempos de

Inactividad.

Órdenes de Producción y Gráficos OEE

(Demo Ignition):

Series de Producción.

Pantallas del Operador.

Análisis OEE. Reportes OEE.


31

(TI). Al poseer o ser parte de una estandarización, los modelos de la producción están

organizados, lo cual facilita la configuración, control y análisis de la planta.

Dentro del MES hay muchas tecnologías que se han implementado en las diferentes

plataformas o software de simulación, en las que, algunas empresas han abierta una

buena brecha en cuando al control de la producción, por ejemplo: Lims Sparcs,

SampleManager; Veolab, ELab Lims, entre otras.

Dentro de esas empresas que se dedican a la programación de MES, existe una que se

llama Inductive Automation que con su software Ignition, ofrece la posibilidad de hacer

simulaciones en dos aspectos de la pirámide de la producción: SCADA y MES.

El software Ignition es el que se ha utilizado para la elaboración de este proyecto de la

asignatura de Gestión de la Producción. Dentro de la plataforma, existe la Inductive

University que a través de videos ilustra la manera en cómo se utiliza el software. En mi

opinión personal, son videos que no ofrecen el 100% de la información que el usuario

necesita, pero si brinda muchas herramientas con las cuales hacer pequeñas

aplicaciones y motivarnos a su uso.

El proyecto realizado cumplió las expectativas en cuanto a utilizar una herramienta

informática para el control de la producción: creando la empresa por medio del modelo

de producción; realizando algunas tareas de programación y ventanas de usuario

(órdenes de trabajo, códigos de producto, rutinas, entre otras). Queda un vacío y una

motivación extra de adueñarse de conocimientos de lenguajes de programación (como

Java), para ir dejando poco a poco los demos y crear más aplicaciones propias.

Existe un indicador de medición de pérdidas, llamado OEE (Overall Equipment

Effectivenes), el cual es un método para cuantificar los efectos de las seis principales

pérdidas en una línea de producción. En el OEE, las diferentes pérdidas se agrupan en

tres categorías: Disponibilidad (Availability), Desempeño (Performance), Calidad

(Quality). El Ignition permite hacer cálculos del OEE, como lo muestran las Figuras 29,

30 y 31.


32

Referencias

[1] www.inductiveuniversity.com

[2] Manual Ignition MES.

[3] Manual Ignition SCADA.

[4] www.inductiveuniversity.com/library/

[5] https://inductiveautomation.com/products/ignition/demo/online

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