EAI-Unidad I

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Published on April 15, 2014

Author: gparra989

Source: slideshare.net

UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO DE MONAGAS DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE SISTEMAS CURSO ESPECIAL DE GRADO La Automatización en la industria desde mediados del siglo XIX a mediados del siglo XX. PROF: EQUIPO CRM: Judith Devia Alejandro Elimar C.I. 19.876.597 Parra Gabriel C.I. 19.256.648 Maturín, Febrero 2014

Contenido INTRODUCCIÓN. ....................................................................................................................... 3 La automatización en la industria del siglo XIX........................................................................ 4 Nuevas formas y sectores de producción............................................................................. 4 Impacto económico y social del siglo XIX............................................................................. 5 La automatización en el siglo XX............................................................................................... 5 Autómatas programables, control automático y máquinas de producción......................... 6 Ventajas del control automático:............................................................................................ 7 Formalización matemática ......................................................................................................... 7 Impacto social y económico en el siglo XX............................................................................... 7 DISCUSIÓN................................................................................................................................. 9 CONCLUSIÓN........................................................................................................................... 11 BIBLIOGRAFÍA. ........................................................................................................................ 12

INTRODUCCIÓN. La automatización tiene sus orígenes a mediados del siglo XVIII cuando surge la revolución industrial, esta revolución iniciada en Inglaterra se extendió a otros lugares del mundo durante el siglo XIX. La revolución industrial supuso un cambio en una economía basada en su mayoría en la agricultura y en la artesanía. La automatización para esta época trajo consigo una serie de innovaciones técnicas las cuales sustituyeron la fuerza humana y animal por la mecánica como fue la máquina de vapor a Watt que posteriormente serviría de base para construir la que sería la primera locomotora a vapor, el sector textil basado mayormente en la lana sería desplazada por el algodón, este impulso vendría de la mano con la construcción de la máquina de telar de Jacquard, dichas innovaciones abrieron el camino para implementar nuevas formas de producción, abrir nuevos sectores en la industria e incrementar el nivel de vida de la población para esa época. La automatización como concepto fue tomando forma durante los siglos XIX y XX sin embargo dicho concepto sería completado con la introducción de los circuitos integrados, los plc’s y finalmente las computadoras. Con la introducción de las computadoras al igual que lo ocurrido en el siglo XVIII y XIX con la construcción de la maquina a vapor y el telar de Jacquard se abrieron nuevos campos de estudios, hubo nuevamente un cambio en la forma de realizar los procesos dentro de las distintas industrias, fueron impulsados nuevos sectores de producción, se crearon nuevos equipos y máquinas las cuales sustituirían la mano de obra y ayudarían a aumentar la producción de los distintos productos, reducir los tiempos y los costos de producción. Si bien los cambios que surgieron con la automatización durante la revolución industrial fueron positivos como es el aumento de la población, las nuevas formas de economía y las nuevas fuentes de trabajo con el avance actualmente de la automatización se discute no pasa lo mismo debido al incremento del uso de autómatas en los diferentes sectores industriales causando como consecuencia despidos de los empleados. No hay duda alguna de que la automatización en las industrias seguirá evolucionando con el paso del tiempo y que las máquinas autómatas seguirán perfeccionándose sin embargo ese es otro punto aparte ya que en este trabajo se expondrá los picos o puntos más importantes que tuvo la automatización en relación a las tecnologías, control automático, máquinas de producción formalización matemática así como el impacto económico y social de la misma.

La automatización en la industria del siglo XIX. La automatización alcanza su auge a finales del XIX y principios del siglo XX ya que es a mediados de estos siglos que los primeros sistemas de control surgen como consecuencia de la revolución industrial. Estos sistemas estaban basados en componentes mecánicos y electromagnéticos, básicamente engranajes, palancas y pequeños motores. La revolución industrial (iniciada en Gran Bretaña) fue dividida en dos fases, la primera fase de mediados del siglo XVIII, se caracterizó por el uso de máquinas a vapor para mover las máquinas ejemplo de algunas invenciones son: la máquina de vapor de Watt cuyo diseño posteriormente serviría de base para la fabricación de la primera locomotora a vapor, otra gran invención fue la máquina de telar de Joseph Jacquard la cual utilizaba tarjetas perforadas para conseguir tejer patrones en la tela, permitiendo que hasta los usuarios más inexpertos pudieran elaborar complejos diseños, estos son algunos de los grandes inventos que surgieron en la primera fase de la revolución industrial que trajeron consigo innovaciones en campos como la industria textil (la industria del algodón se erigió en la actividad líder de la primera revolución Industrial tras incorporar importantes innovaciones a los procesos de tejido e hilado), la siderúrgica (las locomotoras juegan un papel importante debido a la gran necesidad de metal para la fabricación de rieles y vagones) y la de transporte. La segunda fase de finales del siglo XIX y mitad del siglo XX fue caracterizada por las nuevas fuentes de energía como el petróleo el cual sirvió de combustible para los nuevos medios de transporte y en el desarrollo industrial. Otra fuente de energía importante fue la electricidad la cual evito el uso del carbón en las industrias siendo así una fuente de energía limpia y potente. Nuevas formas y sectores de producción. La incorporación de las máquinas a la producción sustituyó el trabajo manual y los tradicionales sistemas de fabricación por otros nuevos. El trabajo se trasladó desde los talleres artesanales con un reducido número de operarios a las fábricas, donde máquinas y obreros fueron agrupados en grandes concentraciones. Se crearon nuevas formas para el control de la producción como fue el Taylorismo y el Fordismo, el primero partía de la idea de que cada trabajador debía solo ocuparse de una parte especifica de la producción y nada más con el fin de maximizar la eficiencia de la mano de obra, máquinas y herramientas, el segundo comenzó con la producción masiva de automóviles a partir de 1908 con una combinación y organización general del trabajo altamente especializada y reglamentada a través de cadenas de montaje, maquinaria especializada, salarios más elevados y un número elevado de trabajadores en plantilla La industria siderúrgica y textil fueron impulsadoras de nuevos sectores de producción los cuales surgieron entre los años 1870 y 1914 como fueron: La industria química, colorantes, explosivos, medicamentos, fibras artificiales (Ej., el nailon), caucho, etc.

La nueva siderurgia, de ella se obtiene níquel, aluminio, etc. El hierro se somete a procesos de refinado a través del Convertidor de Bessemer o el de Siemens- Martin, estimulando el desarrollo de la industria de armamentos. La industria alimentaria, latas de conserva esterilizadas (1875), frigoríficos industriales (1878), etc. Impacto económico y social del siglo XIX. El impacto económico y social que tuvo la automatización en la revolución industrial marcó un gran cambio en la sociedad de esta época por ejemplo, los pioneros de la industrialización buscaron nuevas fuentes de financiación como La Banca en donde los empresarios acuden a ella en busca de créditos con los que hacer frente a los crecientes desembolsos de inversión, y Las sociedades anónimas las cuales fueron constituidas por socios propietarios de participaciones (acciones) de la empresa. Se incrementó un alto grado de rendimiento del trabajo y se redujo el costo de producción, lo que reporto un enorme crecimiento de las riquezas de las naciones industrializadas. La globalización de la economía se produce como consecuencia de la necesidad de obtener materias primas y controlar nuevos mercados donde vender los excedentes de la producción industrial, se implanta un nuevo sistema económico mundial como es el capitalismo. En la parte social los cambios en la economía tuvieron como consecuencia un aumento en la población debido al mantenimiento de altas tasas de natalidad y la reducción de la mortalidad, siendo este cambio más significativo en las ciudades con ambiente rural. Las ciudades crecieron debido a la inmigración procedente de zonas rurales y del extranjero. Se produjo una división social estructurada en torno a dos clases la burguesía y el proletariado. La automatización en el siglo XX Para mediados del siglo XX, la automatización había existido por muchos años en una escala pequeña, utilizando mecanismos simples para automatizar tareas sencillas de manufactura. Sin embargo el concepto solamente llegó a ser realmente práctico con la adición (y evolución) de las computadoras digitales, cuya flexibilidad permitió manejar cualquier clase de tarea. Las computadoras digitales con la combinación requerida de velocidad, poder de cómputo, precio y tamaño empezaron a aparecer en la década de 1960s. Antes de ese tiempo, las computadoras industriales eran exclusivamente computadoras analógicas y computadoras híbridas. Desde entonces las computadoras digitales tomaron el control de la mayoría de las tareas simples, repetitivas, tareas semi-especializadas y especializadas, con algunas excepciones notables en la producción e inspección de alimentos.

Autómatas programables, control automático y máquinas de producción. El control automático de procesos puede considerarse el precursor de los sistemas de control actuales. En él son fundamentales los elementos de medida, los cuales comenzaron a desarrollarse en el siglo XIX, específicamente en su segunda mitad. Al principio, el control era totalmente manual, cada variable era vigilada por un operario que intervenía de forma directa en su corrección siendo los resultados subjetivos según la visión más o menos experta del corrector. El objetivo de un automatismo es controlar una planta o sistema sin necesidad que un operario intervenga directamente sobre los elementos de salida. El operario solo debe intervenir sobre las variables de control y el automatismo es el encargado de actuar sobre las salidas mediante los accionamientos con el fin de poder llevar a efecto el control de la planta, con el desarrollo de la electricidad en la primera mitad del siglo XX y de la electrónica apareció una nueva generación de autómatas capaces de imitar algunas funciones y comportamiento de los seres vivos, algunos ejemplos de controladores son el controlador basado en reles electromagnéticos y el controlador transistorizado. A partir de los años 50 aparecen los semiconductores y los primeros circuitos integrados sustituyeron las funciones realizadas por los relés, logrando sistemas de menor tamaño, con menor desgaste y mayor fiabilidad. En 1968 nacieron los primeros autómatas programables (PLC), con unidad central constituida por circuitos integrados. A principios de los 70, los PLC incorporan el microprocesador, logrando así mayores prestaciones, elementos de comunicación hombre-máquina más modernos, procesamiento de cálculos matemáticos y funciones de comunicación, evolucionando en forma continua. El desarrollo en la tecnología, donde se incluyen las poderosas computadoras electrónicas, los actuadores de control retroalimentados, transmisión de potencia a través de engranes, y la tecnología en sensores han contribuido a flexibilizar los mecanismos autómatas para desempeñar tareas dentro de la industria. Son varios los factores que intervienen para que se desarrollaran los primeros robots en la década de los 50's. La investigación en inteligencia artificial desarrolló maneras de emular el procesamiento de información humana con computadoras electrónicas e inventó una variedad de mecanismos para probar sus teorías. Los aparatos de control automático se usan corrientemente en:  Industrias de procesamiento como la del petróleo, química, acero, energía y alimentación para el control de la temperatura, presión, entre otros.  Manufactura de los artículos como repuestos o partes de automóviles, para el control del ensamble, producción, tratamiento térmico y operaciones similares.  Sistemas de transporte, como ferrocarriles, aviones, proyectiles y buques.  Máquinas herramientas, compresores y bombas, maquinas generadoras de energía eléctrica para el control de posición, velocidad y potencia.

Ventajas del control automático: I. Aumento en la cantidad o número de productos. II. Mejora de la calidad de los productos. III. Economía de materiales. IV. Economía de energía o potencia. V. Economía de equipos industriales. VI. Reducción de inversión de mano de obra en tareas no especializadas. La automatización ha contribuido al desarrollo de nuevos procesos de producción en la industria como por ejemplo: riegos automáticos, aplicación del láser en procesos de producción, sistemas automatizados de limpieza de depósitos y estanques, sistemas de seguridad en procesos mineros, aplicaciones meteorológicas, entre otros. En nuevos sistemas de organización como en el almacenaje de productos, en la aplicación de la información a la gestión, aplicación de la logística de la producción, técnicas de control y desplazamiento en los muelles. En las nuevas máquinas y herramientas para la mecanización agrícola, equipos de proyección cinematográficos, equipos de medida controlados por computadora, plegado y empaquetado, maquinaria para carga y descarga, acondicionamiento de productos químicos, equipos radiológicos, entre otros. Formalización matemática Formalizar es hacer que una cosa cumpla con las condiciones necesarias o los requisitos establecidos para llevarlo a cabo, sin embargo los axiomas no cumplen con esto debido a que son proposiciones que se consideran evidentes y se acepta sin requerir demostración previa. La automatización formó parte de la formalización matemática ya que con la evolución de los sistemas mecanizados formados por engranajes y palancas a sistemas más computarizados ayudó a probar o a poner en práctica estos axiomas y teoremas establecidos por los grandes matemáticos y filósofos de la historia. A partir de la década de los 80 del siglo XX, algunos han propuesto que todo nuestro conocimiento matemático formal refiriéndose esto a los fundamentos y filosofía de las matemáticas así como la filosofía de la lógica deban ser sistemáticamente codificados en formatos legibles por un ordenador, a fin de facilitar la comprobación o chequeo automatizadas de las demostraciones matemáticas; la demostración automática de teoremas (se encarga de la demostración de teoremas matemáticos mediante programas de ordenador) y el uso de demostración interactiva de teoremas (para desarrollar pruebas formales para la colaboración hombre-máquina) en el desarrollo de las teorías matemáticas y programas informáticos. Impacto social y económico en el siglo XX. Se habla de que la automatización es fuente directa de desempleo, debido a que la mano de obra está siendo sustituida por sistemas capaces de reducir la misma, reducir el tiempo y aumentar la producción, sin embargo el desempleo es causado por políticas económicas de las empresas como despedir a un operador en lugar de cambiar sus tareas, que quizás ya no sean de máxima concentración en el

proceso sino tareas de supervisión del proceso. En lugar de ser despedidos los trabajadores son desplazados y por lo general son contratados para otras tareas dentro de la misma empresa, o bien en el mismo trabajo en otra empresa que todavía no se ha automatizado. Esto se puede establecer porque existen muchos trabajos donde no existe riesgo inmediato de la automatización, sin embargo también hay quienes sostienen que la automatización genera más puestos de trabajo de los que elimina, señalan que aunque algunos trabajadores pueden quedar en el paro, la industria que produce la maquinaria automatizada genera más trabajos que los eliminados.

DISCUSIÓN. El objetivo principal de este trabajo como se observó a lo largo del mismo era el de ahondar en lo que sería los inicios de la automatización en la historia, precisamente entre los siglos XIX y siglo XX, así como la importancia de la automatización desde distintos puntos como el tecnológico, control automático y el impacto económico y social que tuvo el mismo. A lo largo de la investigación se encontró que durante estos siglos surgieron innovaciones de gran importancia como fueron el barco de vapor en 1807 (barco que utilizaba como base la maquina a vapor de James Watt), la primera máquina de coser en 1830, el teléfono en 1876, la maquina analítica de Charles Babbage en 1833 la cual se dice contuvo los elementos necesarios de una computadora moderna, así como estos inventos hubieron un abanico de innovaciones más que tuvieron lugar durante estos siglos, innovaciones que comenzaron siendo mecanizados y posteriormente mejorados o automatizados. La automatización con la introducción de las computadoras está evolucionando constantemente si se compara los cambios trascurridos durante el siglo XIX (automatización mecanizada) y el siglo XX (automatización computarizada) observamos que los cambios son significativos en diferentes ámbitos de la industria aunque por otra parte también se mantiene por decirlo de alguna forma la base de esos cambios, ejemplo de esto es que durante el siglo XIX con la introducción de los sistemas mecanizados a la industria de proceso se tuvo que cambiar la estructuración del trabajo, es decir, ya no se trataba de solo la mano del hombre en la creación del producto sino que también ahora se incluía las máquinas de manufactura y las empresas tenían que ajustar o idear nuevas formas para el trabajo hombre-máquina, tanto en el siglo XIX como en el siglo XX con la ayuda de la automatización se crearon nuevos equipos que posteriormente contribuyo a la constitución de nuevos sectores industriales y campos de estudios, por otra parte si comparamos la forma en que se llevaba a cabo los procesos de producción observamos que anteriormente el hombre tenía mayor participación en la industria y hoy en día si bien el hombre sigue participando en la creación del producto su participación no es lo mismo debido a que cada vez más se está empleando el uso de máquinas autómatas en la industria, máquinas que con una buena programación son capaces de reducir los tiempos de producción aumentado con esto la creación de productos a las empresas. La participación de los sistemas automatizados en la industria ha traído como consecuencia que se genere una discusión sobre si el hombre será o no dejado de lado a la hora de encontrar trabajo, como se expuso anteriormente la automatización ha generado nuevos campos de estudios los cuales generan nuevas fuentes de empleo permitiendo a las personas poder estudiar y desarrollar sus habilidades para ser puestas en práctica en dichos campos. Actualmente no

todas las empresas cuentan con sistemas automatizados dentro de ella por lo que las personas tienen la capacidad de desempeñar sus habilidades en esos ámbitos de trabajo, entonces estudiando estos puntos de vista se observa que la automatización en la industria tiene sus pros y sus contras. Con respecto a la economía la automatización provoco el aumento del capital generando nuevas formas de producir y obtener dinero por parte de los dueños de las industrias, estas nuevas formas de hacer dinero estimuló a los empresarios a invertir más en sistemas automatizados los cuales fueron capaces de aumentar la creación de productos que a su vez permitió cubrir la demanda de alimentos y materiales por parte de las personas logrando así el aumento de la natalidad en los diferentes países del mundo.

CONCLUSIÓN. Después de haber investigado, estudiado y analizado la evolución de la automatización a lo largo del siglo XIX y siglo XX podemos decir que la automatización tuvo un gran impacto en lo que es la sociedad actualmente, es decir, las personas buscaron un cambio creando así innovaciones tecnológicas las cuales revolucionaron el estilo de vida de las personas, dichas innovaciones fueron hechas con el fin de: contrarrestar la alta tasa de mortalidad existente en esos siglos, mejorar la forma de vivir de la población dejando de esta forma las zonas rurales y trasladándose a zonas urbanas constituyendo de esta forma las grandes ciudades de hoy en día, crear nuevas fuentes de trabajo, ayudar a interconectar países mediante la obtención de materia prima para sus industrias y expandirse a nuevos mercados provocando de esta manera un impacto económico y social en la sociedad. Existe un pensamiento o discusión sobre el futuro del hombre y su participación en la industria, es decir, si con la incorporación de los sistemas automatizados en las industrias encontrará empleo o no en el futuro. La creación de las máquinas y evolución de los procesos ha contribuido a generar un mayor aumento de la producción y reduciendo costos y tiempo en la producción de los mismos.

BIBLIOGRAFÍA. Facultad de Ingeniería UBA. Automatización. Documento [En línea]. Disponible en: http://materias.fi.uba.ar/7566/Automatizacion.pdf Automatización. Consultado el 12 de Febrero de 2014. [En línea]. Disponible en: http://www.ecured.cu/index.php/Automatizaci%C3%B3n La Revolución industrial. Consultado el 13 de Febrero de 2014. [En línea]. Disponible en: http://www.slideshare.net/kikuya/la-revolucin-industrial-975371 Revolución Industrial Consultado el 13 de Febrero de 2014. [En línea]. Disponible en: http://www.portaleducativo.net/promocion_escolar.php?cod=16 Locomotora de vapor. Consultado el 14 de Febrero de 2014. [En línea]. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Locomotora_de_vapor Telar de Jacquard. Consultado el 14 de Febrero de 2014. [En línea]. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Telar_de_Jacquard Que es la automatización industrial. Consultado el 15 de Febrero de 2014. [En línea]. Disponible en: http://www.rocatek.com/forum_automatizacion_industrial.php Formalismo matemático. Consultado el 15 de Febrero de 2014. [En línea]. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Formalismo_matem%C3%A1tico Demostracion automática de teoremas. Consultado el 15 de Febrero de 2014. [En línea]. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Demostraci%C3%B3n_autom%C3%A1tica_de_teorem as Dispositivos mecánicos. Consultado el 15 de Febrero de 2014. [En línea]. Disponible en: http://lacompuensena.blogspot.com/2012/07/dispositivos-mecanicos-de- calculo.html Taylorismo. Consultado el 16 de Febrero de 2014. [En línea]. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Taylorismo Fordismo. Consultado el 16 de Febrero de 2014. [En línea]. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Fordismo

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