Metodología basada en el enfoque modular para el diseño y simulación de instalaciones industriales y sistemas de producción en un contexto de "Industry 4.0"

Abstract

[ES] El presente TFM se centra en una de las decisiones que debe tomar el planificador durante el diseño de la distribución de instalaciones en un contexto de la industria 4.0. Si bien, la forma de concebir una instalación industrial como se la conoce hoy en día, ha ido evolucionando hasta el punto de integrar sistemas tecnológicos avanzados de producción, vale la pena resaltar la importancia de la distribución de instalaciones para la generación de diseños exitosos de layout, basados en ingeniería y arquitectura de forma integrada. En este orden de ideas, se propone una metodología para el problema del diseño de distribución en planta con enfoque modular y contexto de industria 4.0 denominada “Metodología SLP-Sim” la cual incorpora en su estructura el denominado diseño integrado de sistemas (IDS) que permite trabajar con varios tipos de software de diseño, simulación y base de datos de forma colaborativa. Para la propuesta de la metodología SLP-Sim ha sido necesario realizar un estado del arte respecto a metodologías y herramientas existentes para abordar el problema de la distribución de instalaciones, de esto se pudo determinar que la metodología SLP (Systematic layout planning) propuesta por (Muther,1968), ha sido una de las más aceptadas y la más comúnmente utilizada para la resolución de problemas de diseño y distribución de instalaciones a partir de criterios cualitativos, pese a que fue concebida para el diseño de todo tipo de distribuciones de instalaciones independientemente de su naturaleza. De aquí que la metodología propuesta se basa en algunos pasos de la metodología SLP de Muther. La metodología SLP-Sim se ha diseñado especialmente para trabajar con nuevos proyectos de distribución en planta y rediseño de instalaciones existentes, su enfoque se basa en los sistemas modulares y flexibles, además de tener un contexto en la industria 4.0. Otras metodologías no están basadas en estos sistemas por lo que su estructura estaría incompleta para abordar el contexto de la industria 4.0, por tanto, la metodología ayudará al equipo de trabajo de diseño a guiarle en cómo definir y evaluar adecuadamente el diseño de la distribución de instalaciones mediante el enfoque modular y el contexto de industria 4.0. Para la validación de la metodología SLP-Sim se considera un caso de estudio en el que se aplica la metodología propuesta. Los resultados de diseño de distribución obtenidos de la planta caso de estudio avalan su utilidad de utilizar la metodología.

[EN] This TFM focuses on one of the decisions that planner should make during the design process of distribution facilities within a context of industry 4.0. Today, the concept of industrial facility has evolved so that it integrates advanced technological systems of production and mass production, therefor it is worth noting the importance of distribution facilities for designing successfully layout based on engineering and architecture in an integrated manner. In this vein, a methodology for the design problem of distribution facilities with modular approach and industry context 4.0 entitled "Methodology SLP-Sim" is proposed, which incorporates in its structure the so-called Integrated Design Systems (IDS) that allows for working with several software tools of design, simulation and database handling in a collaborative fashion. To develop the proposed SLP-Sim methodology, a state of the art on existing methodologies and tools to address the problem of distribution facilities is made. Then, it is determined that the SLP (Systematic layout planning) methodology proposed by (Muther, 1968) is one of the most accepted and commonly used for solving design and distribution facilities problems from qualitative criteria –although it was conceived to design all kinds of distributions of facilities independently from their nature. Hence, the proposed methodology is based on some steps of the SLP methodology by Muther. The SLP-Sim methodology has been specially designed to work with new layout projects and redesigns of existing facilities. It is based on modular and flexible systems, besides being developed within an industry 4.0 context. Other methodologies are not based on these systems so that its structure would be incomplete to tackle the context of Industry 4.0, so the proposed methodology is able to assist the design work team on how to properly identify and evaluate the design of distribution facilities using the modular approach and industry 4.0. For validating the methodology SLP-Sim, a case study is considered. The obtained results for distribution design give evidence of the usability and suitability of the proposed methodology