Integrar la información CAD dentro de un Sistema de Gestión de Calidad (SGC) puede parecer una tarea sencilla en papel, pero en la práctica, es una de las más complejas y frustrantes para muchas organizaciones. ¿Por qué? La respuesta está en la naturaleza misma de los archivos CAD, su estructura jerárquica, las posibilidades de variaciones, su dependencia de múltiples archivos y la falta de herramientas adecuadas en los sistemas tradicionales de calidad.

La complejidad de los archivos CAD

Los archivos CAD (Diseño Asistido por Computadora) no son simples documentos. Son conjuntos de archivos interrelacionados que forman una jerarquía: un ensamble principal que depende de múltiples subensambles y piezas individuales.

Supongamos un ensamble de una Bicicleta, desde aquí podremos ir clasificando las piezas para crear sus subensambles (Cuadro, Llanta Delantera, Llanta Trasera, Manubrio, Estrella, etc.) hasta llegar a la pieza individual (Pedal, Poste, Tornillo, Perno, Eslabón, etc.). Cada pieza y cada subensamble es un archivo de Windows. El software CAD utiliza las referencias o ubicaciones de nuestras carpetas en Windows para abrir los archivos individuales y formar con ellos el modelo que vemos en 3D.

Esta estructura hace que el control de versiones sea complejo. Imaginemos que queremos mantener el historial de las versiones y revisiones que vamos generando. Supongamos que solicitamos un cambio para el Pedal y que tenemos todo en la primera Versión 1. Siguiendo la jerarquía este cambio afectaría la versión de la Estrella, del Cuadro y de la Bicicleta. Pero no afectaría la versión del Manubrio o de la Llanta D. En un sistema tradicional sin PDM (Product Data Management) tendríamos varias opciones como:

1. Copiar y pegar la carpeta entera, cambiarle el nombre y comenzar la modificación, pero dejando la otra carpeta intacta como si fuera una foto del cómo estaba la Bicicleta antes del cambio de Pedal.
2. En la misma carpeta hacer archivos nuevos con los nombres Pedal Versión 2, Estrella Versión 2, Cuadro Versión 2 y Bicicleta Versión 2. Y quitar las anteriores referencias, dejando los archivos dentro para cuando abra la Bicicleta Versión 1 que no genere errores, y todo esté donde mismo.
3. Creando algo llamado configuraciones, que nos permite guardar distintas piezas con pequeñas variaciones en un mismo archivo.

El problema con estas opciones es que involucra mucho trabajo manual del usuario. Y los errores manuales están a la orden del día. Además, este trabajo manual tiene la capacidad de dañar permanentemente el ensamble. ¿Te imaginas echar a perder las instrucciones de cómo hacer tu producto por un error de dedo?

Por otro lado, conforme se van generando más cambios en los subensambles, se van teniendo más piezas que se comparten entre distintos productos o cuando se tiene una gran cantidad de números de parte, el control de versiones manual está destinado a fallar.

Otros softwares entre los que se incluyen algunos QMS o ERPs tienen funciones de manejo de versiones y revisiones, pero al no tener capacidades PDM, quedan limitados en ayudar a controlar versiones y revisiones de archivos individuales no relacionados como PDFs, hojas de cálculo, formatos en Word, etc. Pero van a tener serias dificultades con los archivos CAD debido a que no pueden crear las versiones de forma jerarquizada y sin perder las referencias como lo requiere el CAD.

En muchos intentos por controlar los archivos CAD dentro del SGC (Sistema de Gestión de Calidad), se recurre a llenar formatos: hojas de revisión, registros de cambios, aprobaciones manuales, listas de verificación, etc. El resultado es que los diseñadores terminan gastando más tiempo llenando documentos que diseñando. Esta burocracia no solo ralentiza el proceso de desarrollo, sino que también introduce más oportunidades de error humano.

¿Qué es PDM y por qué lo necesitamos?

Aquí es donde entra el Product Data Management (PDM). Un PDM es un sistema diseñado específicamente para gestionar datos de producto, incluyendo sus archivos CAD, versiones, revisiones, permisos, flujos de trabajo y aprobaciones. A diferencia de un QMS tradicional, un PDM entiende la estructura jerárquica de los archivos CAD y puede rastrear automáticamente las relaciones entre piezas y ensambles.

PDM otorga:

• Control de versiones y revisiones sin duplicar archivos.
• Gestión de permisos por usuario o rol.
• Integración con software CAD para guardar directamente en el sistema.
• Flujos de trabajo automatizados para aprobaciones.
• Historial completo de cambios y auditoría.

Incluso si queremos crear nuevos diseños basados en alguno que tengamos almacenado, podemos utilizar herramientas como Copy Tree que permite copiar solamente lo que vayamos a modificar, pero: respetando la jerarquía, evitando perdida de referencias, evitando duplicación de archivos y manteniendo conectadas las librerías.

Para ejemplificar el valor que tiene esto imaginemos que el Asiento de la bicicleta no lo diseñamos ni fabricamos, un proveedor nos lo proporciona. Un día nos informa que el tubo ya lo va a fabricar de otra dimensión y se va a sujetar con otro mecanismo. Esto hará que yo tenga que modificar la Bicicleta. Sin embargo, nosotros tenemos 15 ensambles de Bicicletas distintas, cada uno con 4 subensambles principales, 16 subensambles de segundo nivel, cada uno con 400 piezas individuales con al menos 2 versiones.

Podría ponerme a cambiar todas las Bicicletas que tengo almacenadas para que las nuevas ya no salgan con el Asiento obsoleto, sin embargo, no me conviene hacerlo así debido a que yo no tengo la certeza de que vayan a seguir solicitándome todos los modelos de Bicicletas, por lo que estaría trabajando sin sentido. Entonces, decido hacer el cambio cada que me pidan diseñar una nueva Bicicleta. El reto que tenemos en frente es que tenemos que dejarle a la mente el recordar esto, sumado a los demás detalles o cambios que se vayan acumulando. Si se me llega a olvidar un detalle por más mínimo que sea, puedo causar un error en producción.

En la siguiente imagen se muestra el siguiente flujo, en este caso el Asiento está copiado o, dicho de otra forma, “duplicado” en cada uno de los modelos de las Bicicletas. Cada cambio que yo haga en la Bicicleta M1 no está comunicado las Bicicletas M2 ni M3, por lo que todo queda a la mente, arriesgándome a errores.

Podríamos tener otro flujo, como se muestra en la siguiente imagen en el que hagamos referencia al mismo archivo del Asiento en todos nuestros ensambles de Bicicletas (M1, M2, M3). El problema con esto es que, si modificamos el Asiento, nos daña masivamente todos los ensambles relacionados y es difícil recordar que relaciones de posición tengo que agregar para reparar.

Para el último flujo tenemos el de PDM que lo que me permite es conectar los archivos, pero con la versión específica. Si nosotros hacemos un cambio en nuestro Asiento este solo se quedará en el ensamble en el que lo creamos de inicio, en este ejemplo es la Bicicleta M3 donde se creó esta nueva Versión 2. Es importante resaltar que esto no afecta a los ensambles que tienen la versión anterior (M1 y M2), estos mantienen la versión con la que están (Asiento Versión 1), solo que al abrirlos PDM les avisará, a los diseñadores, que están utilizando una versión anterior del Asiento y que hay que actualizarla en ese ensamble también.

Con esto le dejamos a la computadora la conexión y el historial, evitando errores manuales y estableciendo controles. Para el ejemplo que damos suena sencillo hacerlo incluso manualmente, sin embargo, que el CAD funcione con jerarquías también nos agrega muchas variables por lo tanto más posibilidades de equivocarnos. Considerando el ejemplo anterior:

1. 15 ensambles de bicicletas
2. Cada uno con 4 subensambles principales
3. 16 subensambles de segundo nivel
4. Cada uno con 400 piezas individuales
5. Al menos 2 versiones.

Tendríamos 15x4x16x400x2 = 768,000 variaciones.

Conclusión

Integrar el área de diseño CAD en el SGC no es imposible, pero requiere entender sus particularidades y adoptar herramientas adecuadas como SOLIDWORKS PDM. No se trata solo de cumplir con la norma, sino de facilitar el trabajo del equipo de diseño, reducir errores y asegurar que la información técnica esté tan bien controlada como cualquier otro proceso de calidad.