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Cuatro pasos para reducir los desechos y el retrabajo de producciónLa definición de toda la información de los productos en formato digital puede orientarle en la dirección correcta para reducir los desechos

Como fabricante, sabe que los desechos de producción pueden proceder de cualquier punto del proceso. Puede tratarse de piezas pedidas a un proveedor de subconjuntos que no se ajustan al conjunto terminado o de un prototipo físico que se ha usado y desechado. A veces, el desecho es un producto terminado y entregado con el que el cliente no está satisfecho o, en el peor de los casos, un producto defectuoso que provoca una retirada cara y embarazosa.

En todos los casos, el desecho y el retrabajo requerido para resolver el problema cuestan dinero, tiempo o una combinación de ambos. Y dado que las materias primas y la mano de obra son los dos centros de costes más importantes para la mayoría de los fabricantes, todos los desechos de producción tendrán un impacto negativo en las dos áreas, según los analistas del sector.

El problema: creación de desechos de producción

Materiales equivocados, tolerancias incorrectas, ergonomía defectuosa: hay innumerables formas de generar desechos de producción. Estas son algunas de las más graves:

Prototipos desperdiciados: la creación de prototipos físicos es una parte necesaria del desarrollo de productos, pero cuanto más bajo sea el número de prototipos requeridos, mejor. Un fabricante de motores de carreras, cliente de PTC, logró recortar semanas en el tiempo de desarrollo reduciendo el número de prototipos físicos empleados para las pruebas.

Piezas que no encajan: con equipos de diseño de productos distribuidos por todo el planeta, los inevitables cambios de última hora en el diseño o la fabricación son aún más peligrosos: un subcontratista puede no recibir el fi chero más reciente o el último mensaje de correo electrónico y podría acabar produciendo piezas que no funcionarán.

Cambios en los materiales: cuando un subcontratista no puede suministrar el material solicitado, suele sugerir una alternativa. En demasiados casos, la información nueva se pierde en algún punto del recorrido entre la ofi cina de abastecimiento de la empresa y el grupo de fabricación.

El impacto de estos errores y de otros muchos puede ser devastador para una pequeña o mediana empresa. Una simple mirada al sitio Web de la Comisión para la seguridad de productos de consumo de Estados Unidos nos da una idea del alcance de las retiradas de productos, solo en Estados Unidos. Una de las primeras retiradas mencionadas por la Wikipedia, la de unos modelos de Cadillac de 1959 y 1960, tiene que ver con un defecto de fabricación. La Wikipedia cita el libro de 1990 “The Struggle for Auto Safety” (Mashaw y Harfst) desde la página 150: “(...) el sistema articulado de dirección (brazo de biela) fallaba en muchos coches cuando describían un giro de 90 grados a una velocidad de entre 10 y 15 mph (24 km/h) (...) los brazos estaban fabricados de un metal ligeramente más blando que el empleado normalmente para soportar las tensiones de los giros a baja velocidad y (...) General Motors vendió un número de repuestos de brazos de biela seis veces más alto en esos años que durante los años anteriores y posteriores”.

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La solución en cuatro pasos

Como afecta a todas las facetas del diseño y la fabricación, el esfuerzo para reducir los desechos y el retrabajo se debe defi nir y diseñar como una iniciativa global en la compañía.

Debe comenzar con un compromiso con la representación digital integral de los productos y ampliarse para incluir la creación de prototipos virtuales y la simulación funcional; el análisis de tolerancias y las pruebas dimensionales, y un fl ujo de trabajo de divulgación de la información que se extienda a toda la empresa.

Para una empresa de tamaño pequeño o mediano (PYME), el objetivo puede parecer excesivo y caro. Pero, gracias a los avances en la integración del diseño y la fabricación y a los sistemas de Gestión del ciclo de vida del producto (PLM, Product Lifecycle Management) para las pequeñas y medianas empresas, no tiene por qué ser así. Estos son los pasos que muchas PYMES siguen hoy en día para reducir los desechos y el retrabajo en sus organizaciones.

Paso 1: representación de productos totalmente digitalLa representación de productos totalmente digital signifi ca que todos los datos digitales introducidos o generados a lo largo del ciclo de vida del producto se conservan con él en cada fase del desarrollo, desde los conceptos iniciales al fi nal de la vida útil. De esa forma, los datos empleados en el modelo CAD se pueden usar para la simulación y el análisis, para la fabricación y para el almacenamiento en el depósito PLM.

Una representación totalmente digital permite obtener una integración de principio a fi n, de manera que cada paso del proceso de desarrollo de productos queda determinado por las acciones de los otros pasos. Por ejemplo, en un entorno totalmente digital, todos los cambios realizados en el software CAD actualizan automáticamente el fi chero CAM y los cambios introducidos en una aplicación CAD o CAM actualizan los datos del depósito de datos PLM. Con una solución PLM inteligente, esta interacción no genera cargas innecesarias en la arquitectura PLM, porque, aunque estas funciones pueden crear la ilusión de que existen varias copias de cada fi chero, lo cierto es que solo se trabaja con un fi chero central que es el que se crea, se actualiza, se comparte y se almacena todo el tiempo. Las múltiples vistas disponibles para los distintos usuarios son el resultado de punteros de almacén o réplicas no asociativas y no de datos redundantes, de modo que los cambios y las actualizaciones del fi chero central se gestionan por medio de mecanismos de bloqueo y recuperación.

Paso 2: creación de prototipos virtuales y simulación funcionalLos productos y conjuntos actuales, diseñados con numerosas piezas móviles, exigen interminables pruebas de ajuste y movimiento. Para garantizar la calidad y el rendimiento, los prototipos físicos son esenciales, pero también pueden ser un desperdicio, puesto que el prototipo, una vez usado, se convierte en un desecho. La reducción o la eliminación de prototipos es el fi n último de todos los fabricantes.

Una representación de productos totalmente digital permite reemplazar algunos prototipos físicos con prototipos virtuales. También signifi ca, dependiendo del software CAD 3D empleado, que puede reducir el modelo 3D (“envolverlo”) a un tamaño menor y más fácil de gestionar y enviarlo por correo electrónico a los miembros remotos del equipo de diseño o de fabricación, con el consiguiente ahorro de tiempo y coste. Esta reducción o envoltura elimina del modelo los datos que no son esenciales, de forma que solo se comparten los datos relevantes para una función concreta de la organización de desarrollo. Por ejemplo, un fabricante de asientos de automóviles puede querer usar la carrocería de su coche como prototipo virtual, pero no tiene ningún interés en los componentes del motor o del tren de transmisión. Con la envoltura, se envían solo los datos necesarios (lo que además permite proteger la valiosa propiedad intelectual, es decir, el diseño del motor, que es preferible no compartir con el fabricante de la carrocería del vehículo).

Con Pro/ENGINEER Tolerance Analysis Extension de PTC, puede realizar comprobaciones de acumulación de tolerancias para las cotas críticas de antemano y con rapidez.

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Paso 3: análisis dimensional y de toleranciasLa variación dimensional siempre es un parámetro clave en el diseño de un producto. La variación entre las piezas puede proceder de circunstancias muy diversas. Por ejemplo, en la fabricación, los fragmentos del taladrado CNC pueden ser más afi lados a las ocho de la mañana que a mediodía y la pureza de los fl uidos de refrigeración puede cambiar de un turno a otro. Además, en el entorno del usuario fi nal, los extremos de temperatura pueden causar contracciones o dilataciones.

La defi nición de tolerancias es compleja por la necesidad de mantener unos costes competitivos. Unas tolerancias ajustadas pueden ser buenas para la calidad o el “acabado” del producto. Sin embargo, unas tolerancias excesivamente ajustadas pueden resultar muy costosas, a causa del tiempo y el mecanizado adicional que conllevan. La tolerancia ideal exige encontrar el mejor equilibrio entre la calidad del producto y la economía y es un factor crítico para minimizar los desechos y el retrabajo de producción. Un análisis de tolerancias preciso es esencial y es importante que los valores de tolerancia asignados al modelo por el diseñador se conserven con el modelo mientras el producto avanza por el proceso de desarrollo.

Paso 4: divulgación de la información de principio a fin Los departamentos de ingeniería, fabricación, abastecimiento, servicios, ventas y marketing, junto con los proveedores, los clientes y los socios de diseño, deben poder compartir la información de desarrollo del producto siempre que sea necesario y añadir su propio valor. La información se comparte mejor con un fl ujo de trabajo de información que automatice el movimiento de las solicitudes, las consultas, las aprobaciones y otras acciones entre las personas más estrechamente vinculadas con el proceso de desarrollo de productos.

El fl ujo de trabajo debe contener alertas, alarmas y mecanismos de asignación para garantizar que las revisiones y otras solicitudes no pasan inadvertidas. Y el fl ujo de trabajo debe estar vinculado a los procesos de desarrollo de productos relevantes, como la validación del producto y la gestión de los cambios, que proporcionarán una valiosa información al almacén de datos sobre el desarrollo de productos.

Perspectiva del proveedor: soluciones CAD y PLM de PTC

Para miles de pequeñas y medianas empresas, el software CAD 3D Pro/ENGINEER® de PTC es el punto de partida para una representación de productos totalmente digital. Pro/ENGINEER es compatible con los formatos de fi chero 2D y 3D estándar del sector, y puede convertirse en el núcleo de una arquitectura digital integrada de principio a fi n. Además, es compatible de forma nativa con numerosos módulos de simulación y análisis, lo que signifi ca que el usuario no tiene que cambiar continuamente de aplicación (con el consiguiente riesgo de perder datos clave) para realizar las pruebas.

La arquitectura PLM de Windchill® de PTC añade el fl ujo de trabajo de divulgación de la información necesario para mantener actualizada la información sobre el desarrollo de productos y la lista de materiales (LDM) de fabricación con respecto a todas las aplicaciones empresariales relacionadas. Y las prestaciones PLM bajo demanda de PTC permiten a las empresas más pequeñas disfrutar de las funciones de Windchill sin tener que realizar una inversión inicial de envergadura.

Un ejemplo de mediana empresa que está usando el PLM bajo demanda para reducir el retrabajo es Eton SRF, un fabricante de sistemas de refrigeración para aplicaciones industriales, agrícolas y de automoción con sede en el Reino Unido. Antes, los equipos de diseño de Eton que se encontraban en el Reino Unido usaban enlaces FTP para intercambiar los fi cheros de diseño de los productos con la planta de fabricación de la compañía situada en Turquía.

Cuando los ingenieros de fabricación turcos realizaban cambios en los diseños de los productos, esos cambios no se registraban porque no existía ningún fl ujo de trabajo que permitiera actualizar los fi cheros de los diseñadores del Reino Unido. Como resultado, la compañía tenía diversas versiones de los diseños de productos y componentes en circulación, lo que en muchas ocasiones causaba retrabajo en los diseños y los componentes fabricados. Eton, en colaboración con un distribuidor de PTC, implantó Windchill® PDMLink® On Demand con gestión de cambios para cinco usuarios. En una semana, todos los datos de productos importantes se controlaban por medio del depósito de datos; en el primer mes, el retrabajo se había reducido en un 75% y los costes de viajes entre Turquía y el Reino Unido se habían recortado en un 90%.

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Copyright 2008, Parametric Technology Corporation (PTC). Todos los derechos reservados. La información aquí contenida se proporciona únicamente con fines informativos, puede ser modificada sin previo aviso y no constituye una garantía, un compromiso, una condición ni una oferta por parte de PTC. PTC, Windchill, Mathcad y todos los nombres y logotipos de productos de PTC son marcas comerciales o marcas registradas de PTC o sus filiales en los Estados Unidos y en otros países. Los demás nombres de productos y empresas pertenecen a sus respectivos propietarios.

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De lo manual a lo automático

No hace demasiado tiempo, estos problemas (los prototipos virtuales, la divulgación de información a gran escala, los desechos de producción y el retrabajo) no eran tan críticos para las empresas. Tan solo una década atrás, los productos eran más sencillos y los procesos de desarrollo de productos eran algo más lentos, de modo que los trabajadores tenían más tiempo para resolver los fallos del diseño y los errores de fabricación. Hoy en día, las empresas trabajan en un mundo de plazos ajustados en el que todo funciona ininterrumpidamente. En los mercados de consumo y de empresa a empresa, la demanda puede cambiar instantáneamente y pueden surgir nuevos competidores, con productos más nuevos e innovadores, de la mañana a la noche. El tiempo de lanzamiento de los productos al mercado se mide ahora en semanas y no en meses o años, y los errores de diseño o de fabricación y los problemas de efi ciencia del desarrollo de productos dan la cara muy pronto.

Los desechos de producción y el retrabajo de diseño son dos de estos problemas de efi ciencia y pueden traducirse en una desventaja competitiva si no se trabaja constantemente para reducirlos. Hace años, las empresas podían confi ar sus datos y procesos de desarrollo de productos a individuos expertos: los diseñadores que conservaban los planos en el cajón y los ingenieros que sabían qué órdenes de cambio de ingeniería debían aplicarse a las distintas piezas. Sin embargo, para que las pequeñas y medianas empresas puedan estar a la altura del ritmo y la competitividad actuales, esa confi anza debe ponerse ahora en manos del desarrollo digital de productos, de “lo manual a lo automático”. Y cuanto antes se haga, mejor.