La industria del calzado tiene un alto componente de mano de obra y procesos manuales. La competencia global ha golpeado duramente a la industria nacional. De tal manera que se ha descendido un 25% la producción nacional. En este panorama, algunas empresas han optado por cambiar sus estrategias tecnológicas y de penetración en el mercado. En este aspecto, el grupo Flexi ha desarrollado calzado de calidad para clase media, cuyo rango de precios lo hacen competir con otros productores europeos y brasileños. La producciones zapatos esta en una transición de un proceso totalmente artesanal a un proceso que involucra la automatización por el uso de tecnología avanzada. El proceso de producción de zapatos, involucra el diseño, el corte de las piezas, la costura y el armado con la suela. Cada uno de estos pasos es complicado y requiere de un conocimiento profundo del comportamiento de las materias primas. En este caso en particular, se aborda el problema del acomodo de las piezas en la piel o nesting. El nesting actualmente se realiza de manera artesanal, se tiene operadores altamente capacitados, que manejan suajes con la forma de las piezas. El suaje esta afilado por ambos lados y permite cortar piezas izquierdas y derechas, dependiedno de la orientacion del corte.El operador va inspeccionando la piel por defectos, líneas de estiramiento y zona de calidad y decide en el momento que pieza va a acomodar. En promedio una piel se aprovecha en un 90% de su superficie y el rendimiento y forma de acomodo varia por cada persona que acomoda. Este puesto se ha vuelto muy importante y existe una rotación alta de personal, por que una vez capacitados (un proceso que lleva cerca de 5 años)son muy cotizados por otras empresas. La necesidad de estandarizar la producción de zapatos, racionalizar el uso de recursos en producción ha hecho que Flexi considere la incorporación de sistemas automatizados para realizar la fase de acomodo o nesting. Existen en el mercado equipos brasileños y portugueses,los cuales incluyen un escáner muy grande para digitalizar a piel (1.5 * 3mts de lago), recuperan del sistema de CAD para diseño los perfiles de las partes y realizan el acomodo de las partes de manera manual o automática. En los equipos que se han analizado, no se encontró evidencia de que tuviesen la capacidad de realizar el acomodo considerando las variables que maneja Flexi. Zonas de calidad (3) que dependen del espesor, la textura y resistencia de la piel, estas zonas tiene unarelacion funcional directa con la funcionalidad de las partes. Líneas de estiramiento, que permiten que una pieza este "girada" con respecto a la linea principal de estiramiento en una zona determinada de la piel, +/- 10 grados permiten el acomodo de la pieza en la piel.Se tiene al menos 7 lineas de estiramiento en una piel y estas no son consistentes. Zonas de defectos, se manejan hasta 36 tipos de defectos, agrupados en 5 clases, que son compatibles con regiones particulares de cada pieza que se acomoda. La complejidad del acomodo considerando estas variable supera al rendimiento y capacidad de los sistemas que se han encontrado en referencias de artículos, donde se tiene una funcionalidad mas limitada. Los equipos comerciales actalmente realizan el acomodo en cerca de 2 horas por cada piel en un modelo de zapato de 7 piezas, lo cual los pone en desventaja con el proceso manual (45 minutos por piel).Ademas aprovechan un 70 al 75% de la piel y no consideranlas lineas de estriamiento y los defectos como los manjea la empresa. Se tiene el antecedente del proyecto CONACYT "Desarrollo de una plataforma mecatrónica para el acomodo de piezas nesting" GTO-2006-C01-31927 , en el cual el equipo aqui presentado, que involucra al Dr. Ismael Lopez de CINVESTAV Saltillo, a los Dres. Tang Yu , Marcelo Lopez y Saul Santillan de la Facultad de Ingeniería en el campus Juriquilla y el campus CU. Este equipo logro desarrollar una primera versión del sistema automatizado para el acomodo de las piezas. La configuración del sistema de la UNAM cambió con respeto a los sistemas comerciales: Se desarrollo un sistema de captura del contorno de las pieles mediante algoritmos de procesamiento de imágenes, que nos permitieron llegar a una precisión de 1.8 mm por pixel, el sistema incluye la cámara digitalizadora, el procesamiento digital de imágenes, el despliegue en una computadora para que el operador defina las zonas de calidad, líneas de estiramiento y defectos presentes en la piel. Este sistema esta montado en un mesa, donde se coloca la piel y se fija mediante succión a la mesa, para asegurar la precision en la captura del contorno, las lineas de estiramiento y los defectos. Esta información se captura y se forma una "piel digital". Este archivo se envía a un sistema de administración de "almacén virtual". Este sistema incluye modulo para la captura del los archivos que proviene del sistema CAD de la empresa, modulos que selecciona las pieles que se van a utilizar del almacén virtual y modulo que administra las ordenes de producción en relación con las piezas que se han acomodado. Posteriormente la información va al modulo de acomodo o nesting , este modulo actualmente maneja las pieles virtuales, acomoda las piezas utilizando las zonas de calidad y líneas de estiramiento. La empresa ha reconocido las posibilidades que le da este sistema desarrollado en la UNAM para incrementar y asegurar la calidad de su producción y está muy interesada en el desarrollo del modulo para el manejo de los defectos y concluir la versión 1.0 del proyecto.Esto inclye correr pruebas en la empresa y explorar las posibilidades de que sistema se incorpore a la produccion. Más aún, están interesados en el desarrollo de una versión que involucre el uso de agentes inteligentes en el proceso de nesting, incorporándose herramientas de lógica difusa que se integrarían dentro de los módulos que manejan las orientación de las piezas de acuerdo a las líneas de estiramiento y la selección de las piezas a acomodarse en las zonas de calidad. Esta version 2.0, con un paradigma diferente nos permitirá tener la flexibilidad de las herramientas de inteligencia artificial para incrementar la confiabilidad del sistema, logrando un avance que busca posicinar a la industria mexicana en un lugar competitivo a nivel mundial. Estas partes son el objetivo del presente proyecto.

El desarrollo de sistemas de manufactura auxiliados por computadora para la industria metalmecánica es un tema recurrente dentro de la literatura de Ingenieria Mecanica, en general el desarrollo de estos sistemas auxilia enormemente la producción de elementos con pocas variaciones geometricas y con materias primas que tienen un comportamiento lineal.La industria del calzado no presenta estas caracteristicas, debido a que el cuero no es lineal, ni ortogonal ni isotropico.El cuero tiene diferentes espesores, se estira de manera desigual en sus superficie y presenta defectos de manera no uniforme. no existen dos pieles con la el mismo contorno, fallas y lineas de estiramiento. Durante años, la solución a esta problematica ha sido el trabajo artesanal. La globalizacion y la competencia ha traido una drastica disminución de la produccion nacional, empresas como grupo Flexi han definido una estrategia que los ubica compitiendo en calzado de clase media, que requiere de gran volumen de produccion y calidad uniforme. La competencia global los ha impulsado a buscar sistemas para automatizar diferentes operaciones, como son el pegado de suelas y el armado del zapato, que son operaciones complejas. En esta industria, la definicion de la calidad del zapato y el mayor impacto en el costo del producto final viene de la relacion de diseño del zapato y el acomodo de las piezas en la piel, proceso que se conoce como NESTING. La Facultad de Ingenieria, junto con El CINVESTAV Saltillo trabajaron en el proyecto "Diseño y construcion de una plataforma mecatronica para el acomodo de piezas Nesting" patrocinado por CONCACYT y grupo Flexi.En este proyecto lograron desarrollar una versión preliminar del software de acomodo, considerando las zonas de calidad y las lineas de estiramiento que se marcan en una piel como elementos de decisión para el acomodo de piezas.Ademas desarollaron un a plataformo deacomodo (PAP), que mediante succión permite el acomodo de una hoja (la piel correspondiente amedia vaca) de 2 por 3.5 mts. El desarrollo de un modulo de visión y procesamiento de imagenes, que mediante una camara captura el perfil de la vaca y permite el marcado manual de las lineas de estiramiento y defetos, caracteristicas que junto con el contorno se capturan en archivos que se conocen como "piel virtual". El conjunto de estos archivos, combinando caraceristicas como tipo, color y textura de lapiel se almacenan en una base de datos que se conoce como "Almacen virtual" El desarrollo de un modulo el cual traduce de formtao DXF los arhivos que geenra el depatamento de diseño con su software de CAD y los tranforma en archivos .DIPI, que es el protocolo elegido para el manejo del modulo de visión y procesamiento de imagenes. El desarrollo del modulo de administración de almacen virtual, el cual toma los archivos de las piezas, junto ocn las retriccones de lineas de estiramiento, zonas de tolerancia para defectos y zona de calidad,para el acomodo de la pieza. El modulo de nesting, el cual puede acomodar las piezas utilizando las lineas de estiramiento y las zonas de calidad. Esta version 1.0 del sistema aun requiere de trabajo para el desarrollo del modulo que maneja los defectos de la piel y las zonas de tolerancia a defectos que estan en cada pieza (ver ilustracion). Atualmente el sistema desarrolla esta operación dentro de un ambiente de trabajo creado también por el equipo de la UNAM y CINVESTAV y puede acomodar las piezas correspondientes a una piel a un ritmo de 30 minutos por piel y con un eficiencia en su uso de 80 al 85%, lo cual lo hace competitivo a nivel mundial. Este modulo permitirá la integracion del todo el sitema y su interacción con el sistema de produccion de Flexi, objetivo que se busca cumplir durante el primer año del proyecto. En la programación del modulo de acomodo se ha utilizado en diferentes momentos rutinas de lógica difusa para la definición de varios procesos, además se ha hecho un manejo de las imagenes digitales de partes y piel en un ambiente de programación orientada a objetos, el cual nos ha dado buenos resultados en este sisteam de manufactura auxiliado por coputadora, del cual hay pocos antecedentes. Se han incorporado nuevos modelos, como es el NON FIT POLIGON, para la formación de clusteres, o conjuntos de parte de la misma zona de calidad, que al incorporarse al sistema han permiido agilizar el acomodo. Estos elementos han funcionado basante bien, sin emabargo se desea realizar una version 2.o en la cual se utilice el paradigma de programación por medio de agentes inteligentes.Este paradigma pone en interacción programas que representan entidades, y que son reactivos a un ambiente y otras entidades. En este paradigma, el modelado del sistema cambia de una lógica orientada a objetos a un sistema de comportamiento emergente, el cual está basado en la definición de varios procesos internos y externos al agente que se está modelando. Este paradigma no ha sido explorado en sistemas de manufactura y tampoco existen reporte de aplicaciones industriales, lo cual es una aportación que se busca lograr en el segundo año del proyecto. Este sistema va a generar propiedad intelectual por derechos de autor en software (4 registros) y se va a hacer la solicitud de patente o modelo industrial, los cuales son a nombre de la UNAM sin emabrgo, el desarrollo de estos sitemas para otras industrias. Ademas el sistema ha servira paa la graduacion de 3 alumnos de licenciatura y 2 de posgrado.