Sistema Fuzzy Logic Int. Automatizado de control de procesos y gestión del mtto. productivo total

Enviado por Ing. Mohammed Portilla Cámara

Summary –
Resumen
Objetivos
Desarrollo
Resultados y beneficios
proyectados
Conclusiones
Bibliografía

SUMMARY

The present work is been from a length and continuous
process of investigation as far as the development of the Mining
sector, with the purpose of providing new techniques, methods and
tools for the improvement and optimization of the productivity in
general, referring to us specifically to the control automated
for the efficient development of the processing of mixtures and
alloys and to the management of the maintenance of equipment and
machineries that operate in this sector in addition to efficient
registries of Human Resources, considering mining factors of
safety and industrial, saving of times and flexibility in
general, and to obtain the objective an integral system has been
designed in which it is possible to be monitorear, to supervise
and to execute the actions and processes to maximize the total
productivity of the processing and simultaneously to be able to
execute the same actions and processes from a same interphase
that operates two mining and/or industrial plants, fulfilling
standards of trustworthiness, stability, and adaptability;
integration has like main source an integrated system in which
maintenance managements are made which also fulfill such
standard. As it divides the Integral System conclusive
complements an improvement policy continues of the quality of the
processes and managements, all of them orient the decisions
towards the optimization of maintenance costs, diminution of the
number of interruptions, diminution of the times of revision,
attention and analysis in addition to the increase in the
security that requires in the manipulation of these equipment and
systems.

RESUMEN

El presente trabajo es resultado de un largo y continuo
proceso de investigación en cuanto al desarrollo del
sector Minero, con la finalidad de proporcionar nuevas
técnicas, métodos y herramientas para la mejora y
optimización de la productividad en general,
refiriéndonos específicamente al control
automatizado para el desarrollo eficiente del procesamiento de
mezclas y aleaciones y a la gestión del mantenimiento de
equipos y maquinarias que operan en este sector además de
registros eficientes de Recursos Humanos, teniendo en cuenta
factores de seguridad minera e industrial, ahorro de tiempos y
flexibilidad en general, y para lograr el objetivo se ha
diseñado un sistema integral en el que se pueda
monitorear, supervisar y ejecutar las acciones y procesos para
maximizar la productividad total del procesamiento y a la vez
poder ejecutar las mismas acciones y procesos desde una misma
interfase que opere dos plantas mineras y/o industriales,
cumpliendo con estándares de confiabilidad, estabilidad, y
adaptabilidad; la integración tiene como fuente principal
un sistema integrado en el que se realizan gestiones de
mantenimiento el cual también cumple con los mismos
estándares. Como parte concluyente el Sistema Integral
complementa una política de mejora continúa de la
calidad de los procesos y gestiones, todas ellas orientan las
decisiones hacia la optimización de costos de
mantenimiento, disminución del número de
interrupciones, disminución de los tiempos de
revisión, atención y análisis además
del aumento en la seguridad que se requiere en la
manipulación de estos equipos y sistemas.

La producción se ve afectada por demoras en
el proceso de control de calidad tanto en las parte de
gestión como en la parte de operación y
ejecución de procesos porque el proceso se lleva a
cabo de forma manual por parte de operarios. Como
consecuencia de errores humanos y del tiempo empleado en la
verificación se tiene una demora considerable en la
producción global de la empresa que afecta la
eficiencia de la misma.
Puesto que el control del proceso involucra dos
procesos principalmente, las lecturas de los flujos y las
gestiones, es necesario reducir el tiempo empleado en
adquisición y almacenamiento de datos y aumentar la
confiabilidad de la prueba eliminando los errores provocados
por los operarios.
Por tal motivo, la confiabilidad y seguridad de los
sistemas automatizados y de gestión es un problema
importante y de gran preocupación en el ámbito
Minero. Específicamente dentro de la comunidad de las
TIC’s e Ingeniería de Procesos se ha propuesto
un Sistema Integral Automatizado para detectar y aislar
fallas pero mas que todo Automatizar los Procesos y las
gestiones. El término falla se refiere en general a
una anomalía o evento que provoca el mal
funcionamiento de un proceso o gestión en general.
Este tipo de Sistema permite la supervisión,
ejecución y monitoreo por Sistema mejorando la
confiabilidad y estabilidad de los procesos dinámicos
complejos a si como también la mejora en cuanto a las
operaciones de gestión general.
INTRODUCCIÓN
OBJETIVOS

Desarrollar un Sistema Integral que contemple
operaciones de gestión del mantenimiento y de control de
procesos con monitoreos y supervisiones por Computadora que
ayuden a los operadores de procesos y gestiones a controlar de
manera eficiente los procesos de producción.
Contar con mayor Seguridad Industrial disminuyendo el
riesgo de accidentes de operadores y trabajadores involucrados
dentro de las Plantas de Operaciones.
Llevar a cabo un Control eficiente sobre todos los
Equipos y Maquinarias que operan dentro de Empresas Mineras, y
con ello desarrollar Programas de Mantenimiento Preventivo para
cada Equipo y/o Maquinaria, también contar con Registros
Integrales de Personal (RR. HH.) de tal manera que el Control
sea aún mas eficiente.
Mejorar la calidad general del ambiente de trabajo,
con lo que se persigue cambiar las actitudes y comportamiento
de los trabajadores en general.
El establecimiento agresivo de objetivos y metas,
tales como cero averías, cero defectos y cero accidentes
laborales. Por ello AUTGESMAN pone ante todo énfasis en
prevención, es demasiado tarde si se espera hasta que
ocurra un problema para luego solucionarlo.

El Sistema Integral Autgesman esta desarrollado bajo
dos sistemas las cuales se integran mutuamente en uno solo,
el primero es el Control de Procesos Integro Automatizado
(SCP) el cual es un sistema compuesto por una red de sensores
de capacidad, temperatura, alarma, nivel y otros ubicados en
puntos estratégicos dentro del proceso, redes de
controles manuales y automáticos; este SCP está
integrado por dos interfaces de procesamiento (Fig. 1.0 y
Fig. 2.0) ello para controlar dos plantas que se encuentren a
distancias grandes una de otra en un solo lugar, para
beneficios de análisis de resultados en tiempo real
tiene configuradas las utilidades de revisión de datos
históricos almacenados para recuperación,
análisis y evaluación de cada proceso o etapas,
modo de pantallas de operador para verificar y diagnosticar
las evoluciones de las variables en el tiempo y
generación de gráficas de Variables vs. Tiempos
y otras dentro del proceso en tiempo real entre los
principales y todo seleccionado por los operadores de
Procesos; Para lograr el objetivo del Sistema Integral en su
totalidad nos hemos abocado específicamente en la
combinación de tres ramas desplegadas importantes:
Cálculo Diferencial de Orden n-superior,
Cálculo Discreto y Lógica Difusa, y por ultimo
Cálculo Estadístico aplicado en operaciones de
Gestión del Mantenimiento, a continuación el
resumen de la aplicación de las dos primeras ramas en
Autgesman (Subt. 3.1 y 3.2).
1. Aplicado en la manipulación de los
  controles para las variaciones de estancamiento,
  distribución y redistribución de las
  operaciones de llenado, vaciado, caudelaje y nivelado en
  el recibimiento y procesamiento de sustancias en los
  respectivos tanques de obtención, en la
  ecuación (1) se muestra la forma en que ha sido
  construido el proceso de hallazgo de cantidades de
  sustancias químicas añadidas a las
  sustancias iniciales en los mismos tanques de
  obtención, en la ecuación (2) se muestra el
  proceso de actuación del calentador externo
  controlado por la interface del sistema (generando y
  controlando las variaciones de temperaturas por el
  operador), ambas son recursivas en una determinada parte
  hacia delante.
  Para ver el gráfico
  seleccione la opción "Descargar" del menú
  superior
  Fig. 1.0 Pantalla Principal
  del SCP (Primera Interfaz de
  Procesamiento)
  Para
  ver el gráfico seleccione la opción
  "Descargar" del menú superior
  Fig. 2.0 Pantalla Principal
  del SCP (Segunda Interfaz de
  Procesamiento)
  Por otra parte el segundo sistema es el de
  Mantenimiento (SM) de Equipos y Maquinas que de forma
  integrada permite definir, codificar, planificar, ordenar
  y gestionar las actividades y trabajos de mantenimiento
  Preventivo y de Reparaciones necesarias para garantizar
  el funcionamiento y actualización técnica
  de los Equipos y Maquinas.
  El sistema conduce paso a paso y de forma
  secuencial a través de los diferentes procesos de
  definición, lanzamientos de órdenes y
  recogida de datos necesarios para la Gestión total
  del Mantenimiento, la obtención automática
  de Costos por Unidad o Totales por Periodos o Finales,
  historiales de evolución, Fechas de
  Intervención en el Mantenimiento entre otros,
  facilita la toma de decisiones y las modificaciones
  necesarias en las consignas de trabajo, a
  continuación en la Fig. 3.0 y Fig. 4.0 se
  presentan algunas pantallas iniciales del Sistema
  (SM).
  Para ver el gráfico
  seleccione la opción "Descargar" del menú
  superior
  Fig. 3.0 Pantalla Principal de
  Seguridad de Acceso al Sistema Integral
  Para ver el
  gráfico seleccione la opción "Descargar"
  del menú superior
  Fig. 4.0 Pantalla de Muestreos
  de Áreas Regs. por Categorías de
  Búsquedas
2. Aplicación del Cálculo
  Diferencial
3. Aplicación del Cálculo Borroso
  ó Lógica Difusa
DESARROLLO

Aplicado en la toma, recibimientos y envíos de
señales Electro neumáticas, Eléctricas y
Electrónicas en sensores de nivel, temperaturas,
capacidad, actuadores, válvulas entre otros; estas dos
ramas desplegadas tienen como objetivo principal de su
aplicación la comunicación y procesamiento
eficiente de datos del sistema de control, en la Fig. 5.0 se
muestra parte de la red interna en la cual está codificado
el cálculo.

Para ver el gráfico seleccione
la opción "Descargar" del menú
superior

Fig. 5.0 Diagrama de Red Interna:
Aplicación Calc. Diferencial – Calculo
Difuso

En la Fig. 6.0 se muestran dos gráficos de
conversión, la grafica FE representa la forma
estándar del cálculo para el procesamiento de
temperaturas mientras que en la grafica FD la forma
difusa.

Fig. 6.0 Generalización de
Intervalos

Aplicando las variables lingüísticas cuyos
valores son palabras en un lenguaje al caso de las temperaturas
donde sus valores pueden ser Baja, Media ó Alta. Cada uno
de ellos es representado como un conjunto difuso que es
caracterizado por una función de membresía, y luego
su especificación de cada uno, es el caso de que el valor
caiga en el intervalo difuso Baja, los posibles valores
resultantes podrían ser: muy baja, moderadamente baja,
medianamente baja, entre otros; en la Fig. 7.0 esta representado
en forma Difusa los posibles valores numéricos resultantes
borrosos.

Fig. 7.0 Valores Borrosos
Resultantes.

RESULTADOS Y
BENEFICIOS PROYECTADOS

Mejora en los Tiempos de Procesamiento.
Base de Datos con Información histórica
y puntual.
Aumento en la Productividad de las
Plantas.
Mayor Seguridad de los Operadores.
Control General de los Programas de Mantenimiento y
requerimientos.
Control General de la Producción.
Planeación y Programación Óptima
de sistemas de mantenimiento.
Información Actualizada y en Tiempo Real de
todos los procesos.
Flexibilidad en el Monitoreo y Supervisión de
las Plantas.
Mejora la evaluación de la efectividad de los
objetivos.
Aumenta el rendimiento de la habilidad
operativa.
Aumenta la capacidad y eficacia con gestiones
tempranas de los equipos.
Información por reportadores veloces de
Programaciones de gestiones.
Alternativas de Información por procesamientos
de voz.
En general un eficiente soporte al desarrollo de la
organización.

CONCLUSIONES

El control y monitoreo eficiente de los procesos
puede ser realizado ahora en una fracción de tiempo
bastante menor que la empleada anteriormente.
La confiabilidad, la estabilidad, y la rapidez del
proceso mejoran en gran proporción debido a la
implantación de cálculos matemáticos de
procesamiento integrados.
Tiene la ventaja de acomodarse y modificar valores
con repercusiones internas con lo que puede ser portátil
para cualquier instalación automatizada de
gestión y control.
La gestión es controlada desde los diferentes
puntos de control desde el mismo sistema integral, este puede
por si solo determinar operaciones erróneas y a la vez
tiene la capacidad de analizarlas, evaluarlas y
presentarlas.
El sistema integra interfaces adaptables de tal
manera que sea el sistema quien se adapte al operador con
manipulación y presentación cómoda y
amigable.
El estudio indica en relación a la
gestión del mantenimiento que los problemas en las
empresas mineras son similares, independientemente del tipo de
extracción de minerales e inclusive en algunos casos no
depende de la clasificación de ser pequeña,
mediana.
Es recomendable aplicar el sistema desde un inicio a
las máquinas denominadas estratégicas en la
empresa, debido a que las paradas de estas generan mayor
pérdida a la empresa.

BIBLIOGRAFÍA

Victoriano Martínez Sánchez.
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Centro de Automatización Industrial,
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Mantenimiento Integral en la Empresa. Ed. Fundación
Confemetal 2001
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Gestión Integral del Mantenimiento. Ed. Rustica
2003.
Francisco Gonzáles Fernández.
Teoría y Practica del Mantenimiento Industrial Avanzado.
Ed. Rustica 2003.
Rodolfo Gatica Angeles. Mantenimiento Industrial
Operación y Administración. Ed. Rustica
2000.

AGRADECIMIENTOS

Principalmente a mis padres por el esfuerzo constante
que mostraron en todo sentido para mi formación
profesional, a mis colegas y tutores por el apoyo y
consideraciones en nuestras investigaciones generales.

Autor:
Ing. Mohammed Portilla
Camara
mportillac@gmail.com

Pontificia Universidad Catolica del
Perú
Ingeniería Industrial
ESAN – Especialista en Operaciones y Logistica

Año de Culminación del
Proyecto: Finales del 2003.

Aclaración: El presente informe es un
resumen final del trabajo completo de
investigación.