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Title: Evaluación y automatización del proceso de producción de café para la optimización de indicadores clave de desempeño mediante simulación computacional
Authors: Vásquez Romero, Santiago David
Director: Calderón Córdova, Carlos Alberto
Keywords: Ecuador.
Tesis digital.
Issue Date: 2026
Citation: Vásquez Romero, S. D. Calderón Córdova, C. A. (2026) Evaluación y automatización del proceso de producción de café para la optimización de indicadores clave de desempeño mediante simulación computacional [Tesis de Posgrado, Universidad Técnica Particular de Loja]. Repositorio Institucional. https://dspace.utpl.edu.ec/handle/29.500.19856/84754
Abstract: Abstract: This study develops and evaluates a digital transformation solution applied to the coffee dosing and packaging process through computational simulation and technologies associated with Industry 4.0. The proposed solution integrates three-dimensional simulation of the production system using Factory I/O, programmable logic control implemented in CODESYS under the IEC 61131-3 standard, industrial communication through the OPC UA protocol, and monitoring of operational variables through dashboards developed in Node-RED. Additionally, process simulation is performed using FlexSim to analyze system behavior under different operating configurations and to compare the performance of the manual scenario with the automated scenario. Based on this integrated architecture, key performance indicators such as cycle time, throughput, resource utilization, and Overall Equipment Effectiveness (OEE) were evaluated. The results obtained in Factory I/O showed an approximate production rate of 900 bags/h, equivalent to 75% of the theoretical capacity established at 1200 bags/h. In FlexSim, the automated scenario achieved a throughput of 1199.88 bags/h compared with 84.69 bags/h for the manual scenario, representing a production rate approximately 14.2 times higher. Over the 16-hour simulation horizon, cumulative production reached 19,198 units for the automated scenario and 1,355 units for the manual scenario. These results demonstrate the effect of industrial automation on reducing processing times and improving the production capacity of the process, showing that the integration of simulation, industrial control, and digital instrumentation constitutes a viable strategy for optimizing production processes in the coffee industry.
Description: Resumen: El presente trabajo desarrolla y evalúa una solución de transformación digital aplicada al proceso de dosificación y empaquetado de café mediante simulación computacional y tecnologías asociadas a la Industria 4.0. La propuesta integra simulación tridimensional del sistema productivo mediante Factory I/O, control lógico programable implementado en CODESYS bajo el estándar IEC 61131-3, comunicación industrial mediante el protocolo OPC UA y supervisión de variables operativas a través de dashboards desarrollados en Node-RED. Adicionalmente, se emplea simulación de procesos mediante FlexSim para analizar el comportamiento del sistema bajo diferentes configuraciones operativas y comparar el desempeño del escenario manual frente al escenario automatizado. A partir de esta arquitectura integrada se evaluaron indicadores clave de desempeño como tiempo de ciclo, throughput, utilización de recursos y efectividad global del equipo (OEE). Los resultados obtenidos en Factory I/O registraron una producción aproximada de 900 bolsas/h, equivalente al 75 % de la capacidad teórica establecida en 1200 bolsas/h. En FlexSim, el escenario automatizado alcanzó un throughput de 1199,88 bolsas/h frente a 84,69 bolsas/h del escenario manual, lo que representa una tasa de producción aproximadamente 14,2 veces superior. Durante el horizonte de simulación de 16 horas, la producción acumulada fue de 19198 unidades para el escenario automatizado y de 1355 unidades para el escenario manual. Estos resultados permiten evidenciar el efecto de la automatización industrial en la reducción de los tiempos de procesamiento y mejora la capacidad productiva del proceso, demostrando que la integración de simulación, control industrial e instrumentación digital constituye una estrategia viable para optimizar procesos productivos en la industria cafetera.
Identifier : Cobarc: 1382934
URI: https://bibliotecautpl.utpl.edu.ec/cgi-bin/abnetclwo?ACC=DOSEARCH&xsqf99=154123.TITN.
Type: masterThesis
Appears in Collections:Magíster en Industria 4.0 con mención en Transformación Digital



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