Hace ya algunos años que empezamos a escuchar términos dentro de la industria como “industria 4.0”, Big Data, IoT (Internet of Things), Smart Manufacturing y algunos otros términos mas que tratan sobre los avances tecnológicos e ideas disruptivas dentro de cualquier tipo de mercado o industria, es decir hasta el día de hoy, ningún rubro a quedado fuera del campo de estudio de estos términos, desde la producción de alimentos hasta los servicios de logística y el hogar.

Por lo tanto, empresas de tecnología no han escatimado en desarrollar nuevas herramientas que permitan a sus clientes trabajar de manera más inteligente, rápida, segura y colaborativa. Buscando además la integración de las herramientas que tienen tiempo en el mercado con las nuevas tecnologías para una mejor colaboración tomando ventaja de cada herramienta.

La metodología Smart Manufacturing tal como su nombre lo dice, se refiere a trabajar en un entorno inteligente que permita integrar distintas herramientas de manufactura desde fases tempranas de diseño hasta la fabricación, esta integración permite a los distintos departamentos tener una mejor retroalimentación y trabajar de forma paralela con la información de manufactura generada.

Una percepción errónea común es que Smart Manufacturing es un proceso todo o nada, es decir querer cambiar la totalidad de los equipos, sin embargo, es una metodología que se puede implementar paso a paso.

Son cinco los principales retos para implementar Smart Manufacturing, dentro de los cuales están:

• La búsqueda de personas con conocimiento de las nuevas herramientas
• Encontrar el punto de partida para la implementación
• Cambiar procesos existentes
• Conocer el retorno de inversión
• Desarrollar un mapa estratégico que ayude a mantenerse en este esquema.

En este articulo estaremos hablando particularmente de las herramientas de SOLIDWORKS para un ciclo Smart Manufacturing y cómo la colaboración entre ellas nos ayuda a lograr un ciclo de desarrollo de producto mas eficiente, pero para ello plantearemos la estructura común de un ciclo de fabricación en serie frente a la estructura Smart Manufacturing, y así desprender la herramienta en cada etapa.

Normalmente dentro de la industria encontramos que puede estar conformada de una manera general por un departamento de Ingeniería, que son encargados del diseño y documentación del producto, Manufactura, encargado de procesos y métodos de fabricación; y calidad, encargado de la inspección del producto para cumplir con estándares.

Esto de manera muy generalizada pues sabemos que la estructura de las empresas puede ser más compleja.

Encontramos que en este proceso lineal no existe colaboración entre todos los departamentos, es decir hay retroalimentación únicamente entre departamentos adyacentes, o bien trabajan aisladamente según su enfoque.

Smart Manufacturing más que proponer tecnología, propone la colaboración y la conexión entre cada departamento de una empresa, tomando como ejemplo estos cuatro departamentos, Smart Manufacturing propone un proceso paralelo en el que exista un vinculo entre todos los departamentos, donde el centro de esta espiral se encuentra en el concepto o modelo creado a través de un 3D CAD, es decir, aprovechar la información contenida en el CAD, y disponer de esta información en tiempo real de manera simultánea.

Con base en esto, SOLIDWORKS cuenta con potentes herramientas que aportan en gran medida a esta metodología, desde etapas tempranas de diseño hasta la fabricación.

Conocemos las capacidades de SOLIDWORKS para conceptualizar tus productos, sin embargo, SOLIDWORKS no solo queda en el concepto si no que ofrece distintas herramientas que van ligadas y encaminadas al Diseño para Manufactura.

DFMXpress

DFMXpress, es una herramienta de HCL Technologies, Socio estratégico de SOLIDWORKS, consiste en analizar el diseño y validar que sea manufacturable, así como ayuda a identificar rasgos del diseño que puedan causar problemas de fabricación o incrementar costos de producción, lo métodos de fabricación analizados son Maquinado, Chapa metálica e inyección de plástico.

MBD Dimensions

Apartir de SOLIDWORKS 2019, la herramienta conocida como DIMXpert cambio de nombre a MBD Dimensions, aunque en las pestañas superiores del Feature Manager sigue apareciendo la opción DIMXpert Manager, ambas despliegan lo mismo.

MBD Dimensions es parte de la Tecnología de Operaciones Inteligentes de SOLIDWORKS y tiene la capacidad de dimensionar y agregar tolerancias a las piezas, permite detallar diseños completamente sin errores de dimensionamiento y mostrar el estado dimensional de la pieza de manera gráfica (color), y mostrar las cotas de dimensionamiento y tolerancias geométricas basadas en las reglas de la Norma ASME Y14.5 2009 GD &T.

ToolAnalyst

En el campo de Ingeniería hay un concepto muy utilizado que es la acumulación de Tolerancias o bien Tolerance Stack-up, este análisis es muy utilizado por las áreas de ingeniería para encontrar el efecto de la acumulación de tolerancias en el funcionamiento del ensamble.

ToolAnalyst te permite conocer el límite máximo y mínimo de esta acumulación de tolerancias, de manera que los diseñadores pueden tener una mejor comunicación con distintas áreas de manufactura o calidad y recibir retroalimentación previo al lanzamiento del prototipo.

SOLIDWORKS MBD

Siguiendo el mismo hilo de la industria 4.0, la necesidad de trabajar en un entorno digital es cada vez mayor, simplemente por razones de conectividad y de colaboración.

SOLIDWORKS MBD es una herramienta que da la capacidad a los diseñadores de lograr transmitir de manera sencilla las ideas de diseño con toda la información de manufactura integrada impactando en la reducción de desperdicios por errores de fabricación, creando además información disponible y actualizada, en cualquier etapa del proceso.

CAMWorks / SOLIDWORKS CAM

Tradicionalmente, el desarrollo de productos implicaba dos procesos independientes: en primer lugar, el diseño del producto y, en segundo lugar, su fabricación. El uso de herramientas CAD (diseño) y CAM (fabricación) no integradas para desarrollar productos ha creado una barrera de comunicación entre el equipo de diseño y producción, lo que da lugar a problemas de costes, demoras y calidad, especialmente cuando es necesario realizar cambios en el diseño o surgen impedimentos para la viabilidad de la fabricación.

SOLIDWORKS en 2018 anunció la integración de herramientas CAM bajo su propia plataforma, impulsadas por CAMWorks, aunque CAMWorks ya funcionaba como socio estratégico. 

La necesidad de integrar un CAD/CAM se basa en la colaboración y la información contenida en el modelo, una plataforma de CAD/CAM integrada, que antes era un flujo de trabajo secuencial y lineal con altas posibilidades de iteraciones costosas y prolongadas, se convierte en un proceso colaborativo simultáneo con interacciones más eficientes, ágiles y rentables que suceden en las primeras fases del proceso.

Hay algunas características que hacen a estas dos plataformas trabajar bajo un esquema de Smart Manufacturing:

Reconocimiento Automático de Operaciones

Esta característica permite reconocer la geometría prismática del modelo sólido y la información basada en las operaciones de taladro para definir herramientas de roscar. Permite además reconocer cualquier cambio en la geometría y actualizar trayectorias de herramienta.

Maquinado Basado en Conocimiento

Para un Programador, definir la estrategia de maquinado implica conocimiento de las herramientas de corte, avances, velocidades y esta tarea es relevante pues reflejará el tiempo de ciclo de un programa que al final de cuentas impactará en el costo final de la pieza.

Esta característica asigna estrategias de maquinado, basadas en operaciones reconocidas del modelo (contornos, taladros, cajas, ranuras, salientes) y esta asignación se desprende de la Base de datos del CAM, donde el usuario puede almacenar las estrategias de maquinado más comúnmente utilizadas para casos particulares, basándose también en el tamaño de la geometría, tipo de material, y herramientas existentes.

Maquinado Basado en Tolerancias

Gracias a esta característica, las estrategias de maquinado no solo se basan en la geometría sino también se toman en cuenta las tolerancias agregadas al modelo con la herramienta MBD Dimensions es decir el CAM lee la información de manufactura asignada en el modelo, y al igual que las estrategias de maquinado se actualizan conforme la geometría cambia, las tolerancias se actualizan según sean cambiadas en MBD.

Maquinado Basado en Reglas

El maquinado basado en reglas permite comprobar la manufacturabilidad en una etapa temprana del proceso de diseño, así como cotizar componentes agregando reglas basadas en los estándares de la compañía.

Almacenamiento de Datos

La información generada a través de CAMWorks o SOLIDWORKS CAM, queda contenida en la pieza o en el ensamble, es decir la información queda integrada bajo la misma plataforma, pues en un ciclo no integrado la traducción de archivos para trabajar en plataformas CAD y CAM por separado genera problemas en la precisión de los datos, en consecuencia, iteraciones costosas en fases adelantadas del proceso.

A diferencia de trabajar en la misma plataforma se logra mejor colaboración, mejora en la gestión de los cambios de diseño y la calidad de los maquinados.

SOLIDWORKS Inspection

Con cada vez más compañías que externalizan su producción y confían en los proveedores de piezas y componentes que tradicionalmente se producen internamente, el control de calidad se está convirtiendo en un problema común independientemente de la industria.

Los procesos de control de calidad, como la creación de documentos de inspección y los dibujos de calidad, se implementaron originalmente en las industrias de Automotriz, Aeronáutica y Defensa donde, por razones de seguridad, la calidad es crítica.

SOLIDWORKS Inspection es una herramienta que puede trabajar tanto dentro de la interfaz de SOLIDWORKS como por separado, y esta diseñado para la creación de documentos de inspección, con la tecnología de reconocimiento de caracteres ayuda en la automatización del “ballooning” de planos y dibujos de ingeniería y archivos 3D con información de manufactura, minimizando el tiempo de registro de las mediciones de inspección generando así de forma más rápida los Primeros Artículos de Inspección (FAI siglas en inglés).

La idea de migrar a un esquema de Manufactura Inteligente viene con la nueva era tecnológica de la industria y mas que ser una ventaja competitiva donde hace unos años solo unas cuantas empresas contaban con tecnología de punta, hoy en día mas bien es una necesidad competitiva pues dicho cambio está englobando cada vez a mas empresas de cualquier nivel, donde como ya comentábamos los cambios vienen dados de manera paulatina.

Aquí listamos solo algunas herramientas ligadas a Smart Manufacturing ¿y tu ya utilizas algunas de ellas?