SOLUCIONES INTEGRADAS DE DISEÑO A FABRICACIÓN

REDUCIR LOS COSTES Y MEJORAR LA CALIDAD

CAPÍTULO UNO

VENTAJAS DE LA INTEGRACIÓN

DEL DISEÑO Y LA FABRICACIÓN

CAPÍTULO UNO

UNIR EL DISEÑO Y LA FABRICACIÓN Una de las mejores decisiones que puede tomar para acelerar el proceso de desarrollo de un producto al mismo tiempo que reduce el coste y mejora la calidad.El éxito en el mercado global actual requiere más que productos creativos e innovadores. Los productos deberán ofrecer también las funciones que los clientes desean comprar. Al mismo tiempo, para ser rentable, debe ser capaz de diseñar y fabricar productos de forma económica. Sin embargo, el tiempo es crucial y todo ello debe realizarse antes que la competencia. Para sobrevivir en la economía global de hoy en día y crear una ventaja competitiva, es imprescindible asegurar la calidad y controlar los costes. En resumen, debe definir qué va a crear y gestionar de forma efectiva el coste durante todo el proceso de creación.

Para alcanzar estos objetivos se requiere de los esfuerzos coordinados de todos los agentes implicados en el desarrollo del producto, desde el concepto hasta la entrega. Los procesos deben optimizarse para eliminar los contratiempos que a menudo se producen cuando los diseños pasan de una fase a la siguiente. Uno de estos posibles contratiempos ocurre entre el diseño y la fabricación. Es el resultado de utilizar herramientas dispares y de la falta de una plataforma común y unificada a través de la cual los diseñadores puedan colaborar, resolver problemas y comunicarse.

Este libro electrónico explica cómo el hecho de adoptar una solución de diseño y fabricación integrada permite la ingeniería simultánea, que ayuda a las empresas a realizar la transición desde el diseño hasta la fabricación. Con una plataforma unificada, se reduce la falta de comunicación entre los equipos debido a las herramientas que requieren traducción para comunicarse (lo que resulta en una pérdida de información) y se obtiene una mayor productividad, reducción de costes y productos de mayor calidad. La investigación concluye que la ingeniería simultánea conduce a una reducción del 20 al 90 por ciento en el tiempo de salida al mercado, hasta un 75 por ciento menos de deshechos y repeticiones de trabajo, hasta un 40 por ciento menos de costes de fabricación y del 200 al 600 por ciento más de calidad general.1

En resumen, debe definir qué va a crear y gestionar de forma efectiva el coste durante todo el proceso de creación.

Soluciones integradas de diseño a fabricación CAPÍTULO 1: REDUCIR LOS COSTES Y MEJORAR LA CALIDAD

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CONSIDERAR QUÉ ES LO NECESARIO PARA FABRICAR PRODUCTOS COMPETITIVOS Garantizar un equilibrio entre rendimiento, innovación, calidad, coste y tiempo.En la economía mundial actual que es tan competitiva, cada vez es más difícil destacar frente a la competencia. La figura 1 muestra las opciones principales con las que las empresas diferencian sus productos. Lo que es especialmente interesante es que ya no es suficiente con centrarse solo en un aspecto. Para mantenerse por delante de la competencia, los productos deben tener un excelente rendimiento, ser innovadores y ofrecer alta calidad. Este equilibrio es difícil, especialmente porque estos objetivos suelen estar en conflicto con otros criterios empresariales. Demasiado enfoque en la diferenciación de productos podría poner en riesgo los plazos y aumentar los costes. No es suficiente, y los competidores pueden robar cuota de mercado.

Con esto en mente, es importante aprovechar las oportunidades para agilizar los procesos. Esto le dará más tiempo para centrarse en la diferenciación y llegar al mercado más rápidamente. O bien, puede concentrarse en los problemas de calidad que dañan la reputación del producto o aumentan los costes. La integración de la ingeniería y la fabricación es una de las mejores maneras de conseguir todo esto. Puede ayudarle a reducir costes, mejorar la calidad y llegar al mercado más pronto. Como resultado, puede ganar más clientes, generar más ingresos y aumentar su rentabilidad.

Rendimiento del producto

Innovación Calidad/Fiabilidad

Personalización Marca/ Prestigio

Servicio Coste Agilidad/Velocidad

58 %56 % 55 %

45 %

39 % 37 % 37 %

27%

Figura 1: Principales estrategias de diferenciación Origen: Tech-Clarity2

CAPÍTULO 1: REDUCIR LOS COSTES Y MEJORAR LA CALIDADSoluciones integradas de diseño a fabricación

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Diseño Producción Logística, transporte, servicios, etc.

Figura 2: Hasta el 80 % de los costes del producto bloqueados en el diseño | Fuente: Dowlatshani5

Plazos

Porc

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100 %

Porcentaje de los costes del producto bloqueados al final del diseño

Plazos

Concepto/requisitos

Diseño de productos/Lista de materiales

Lista de materiales de fabricación/Aprovisio-namiento

Prototipos

Planta/Herramientas

Aumento de la escala

Ventanas de oportunidad cerradas

Opciones

Figura 3: Ventana de cierre de oportunidades para cambios | Fuente: Tech-Clarity6

Coste/Impacto de los cambios de diseño

Soluciones integradas de diseño a fabricación

Numerosos estudios han demostrado que las decisiones de diseño tienen un impacto significativo en los costes de producción y la calidad del producto.3 Al final de la fase de diseño, habrá determinado entre el 70 y el 80 por ciento de los costes de producción finales y el 80 por ciento del trabajo que afecta a la calidad del producto4 (Figura 2). Además, cuanto más adelante esté en el ciclo de desarrollo, más caro será realizar cambios (Figura 3). A medida que el diseño evoluciona, se bloquea la mayor parte y aparecen dependencias entre componentes. Esto significa que incluso los pequeños cambios pueden afectar a varios componentes y, en poco tiempo, se vuelven extremadamente complicados. Una vez que haya hecho el pedido de acero y tenga las herramientas necesarias, las implicaciones de costes para pequeños cambios se disparan. En este momento, rápidamente se llega al punto donde cualquier cambio provoca costosos desechos y repeticiones del trabajo.

USAR EL TIEMPO DE DISEÑO Y FABRICACIÓN DE MANERA EFECTIVA Cuanto antes encuentre los problemas, mejor.

Con esto en mente, si la fabricación no tiene información del diseño hasta después del lanzamiento, las opciones para mejorar la fabricación son muy limitadas. Los cambios se hacen mucho más difíciles y costosos. Sin embargo, con las decisiones de diseño que afectan al 80 por ciento de los costes de producción, podría estar perdiendo muchas oportunidades para ahorrar costes y mejorar la calidad. Además, cualquier problema que se encuentre en el piso de producción resulta extremadamente costoso de corregir. Para evitar esto, deben colaborar los equipos de ingeniería y fabricación. De hecho, cuando no lo hacen, a menudo se ocasiona un coste significativo para la empresa.

CAPÍTULO 1: REDUCIR LOS COSTES Y MEJORAR LA CALIDAD

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COSTES DE UNA COLABORACIÓN DEFICIENTE ENTRE INGENIERÍA Y FABRICACIÓN ¿Por qué crear una desventaja competitiva?Si bien la colaboración es importante, también es abstracta, por lo que es difícil medir su coste. Sin embargo, cuando la ingeniería y la fabricación operan en silos, surgen problemas y cuellos de botella. La figura 4 muestra el coste empresarial de la colabo ración deficiente.

El propio proceso de enviar los datos de diseño a la fabricación requiere colaboración. La ingeniería y la fabricación deben ser capaces de compartir e intercambiar información de diseño. Por lo general, los datos deben importarse y repararse, lo cual no solo es tedioso y requiere mucho tiempo, sino que, además, el proceso de traducción puede producir errores.

Cualquier problema de diseño que se encuentre durante la producción puede causar demoras. Quizás no hay suficiente distancia para perforar o quizás el apilado de tolerancias ha causado un desajuste con los taladros de montaje. Sea cual sea el problema, se necesita tiempo para llegar a una solución. Esto pone en riesgo los plazos y puede retrasar el tiempo de comercialización. Además, las piezas defectuosas deben desecharse o rectificarse, lo que añade más costes.

Si se favorece una mejor colaboración entre la ingeniería y la fabricación, se puede reducir en gran medida el riesgo. Puede evitar gran parte de este coste si encuentra estos problemas antes.Para hacerlo, debe superar algunos obstáculos.

Retraso en el tiempo de

comercialización

Repetición del trabajo y

el diseño

Eficacia deficiente

Aumento de los costes de desarrollo

de productos

Exceso de costes

Problemas en la calidad de los

productos

Pérdida de ingresos

66 %

55 %

50 %.

31 %29 %

21 % 19 %

Figura 4: Impactos principales de la colaboración deficiente | Fuente: Tech-Clarity7

Involucrar al departamento de ingeniería en la solución aumenta el coste de desarrollo y le quita tiempo para otros trabajos, lo que repercute en la productividad y retrasa potencialmente nuevos proyectos. Para minimizar los retrasos y el coste, la solución es lo que sea más rápido y fácil. Desafortunadamente, eso puede afectar a la calidad, lo cual puede perjudicar el éxito del mercado y puede significar la pérdida de oportunidades de ingresos. Los retrasos prolongados pueden favorecer a los competidores, que podrán competir y robar cuota de mercado y perjudicar más su potencial de ingresos.

CAPÍTULO 1: REDUCIR LOS COSTES Y MEJORAR LA CALIDAD

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¿POR QUÉ ES TAN DIFÍCIL LA COLABORACIÓN? Integrar la ingeniería y fabricación para permitir una mejor colaboración. Aunque la colaboración entre ingeniería y fabricación es importante, la falta de integración de herramientas de software a través de la organización crea una barrera fundamental. Lamentablemente, es muy común y supone el mayor desafío de los entornos de ingeniería hoy en día (Figura 5).5

La planificación de la fabricación implica normalmente la traducción y conversión de los datos de diseño a la información de producción, como las trayectorias de herramientas de CN. Las piezas de plástico son especialmente problemáticas porque implican múltiples traducciones para diseñar el núcleo del molde y la cavidad, incorporar la placa de molde y crear las trayectorias de herramientas de CN. Cada traducción implica importar y reparar datos que consumen un tiempo valioso. Por eso, cada vez que el diseñador introduce un cambio, el ciclo de importación y exportación de información comienza de nuevo.

Los sistemas de ingeniería y fabricación segregados crean una serie de problemas. Esas traducciones de datos no solo agregan pasos adicionales, sino que también pueden intro-ducir errores. Además, ahora tendrá que determinar qué sistema tiene la representación "maestra". Asimismo, mantener y enseñar a personas en múltiples sistemas es caro.

El resultado son muchas oportunidades perdidas para mejorar la eficiencia porque los pro-fesionales no pueden trabajar simultáneamente. Tienen que esperar hasta que se complete un proceso para comenzar el siguiente. Con cualquier cambio, el trabajo posterior, como la creación de herramientas y sujeciones, la documentación de inspección, las instrucciones de ensamblaje para el taller, los dibujos en proceso y los datos de la trayectoria de herra-mientas de CN deben recrearse o actualizarse manualmente por completo. Cualquiera de las opciones requiere mucho tiempo y suele ser propensa a errores.

La buena noticia es que pueden evitarse estos problemas mediante la integración de siste-mas de diseño y fabricación.

"Las mejoras de nuestro proceso de desarrollo de

productos que ha impulsado SOLIDWORKS® nos han

permitido obtener logros y nos han ayudado a fomentar

un crecimiento de más de un 500 por ciento".

— Jorge Smart Cruz Arenal, Director general, DCF Mexicana, S.A. de C.V.

Falta de integración/Flujo de datos deficiente a través de herramientas

Dificultad para los no ingenieros de acceder a los datos necesarios

Gestión/Búsqueda de datos de diseño

46%

39 % 38%

Figura 5: Impactos principales de los entornos de diseño actuales | Fuente: Tech-Clarity

Soluciones integradas de diseño a fabricación CAPÍTULO 1: REDUCIR LOS COSTES Y MEJORAR LA CALIDAD

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Al integrar sistemas de diseño y fabricación, los cambios se propagan automáticamente desde el diseño hasta la fabricación, por lo que se pueden incorporar cambios de última hora sin necesidad de cambiar las fechas de entrega.

INTEGRAR SISTEMAS DE DISEÑO Y FABRICACIÓN Proporcionar una plataforma colaborativa que permita compartir los datos de fabricación de forma rápida y fácil.Al integrar sistemas de diseño y fabricación, los equipos pueden compartir información de diseño a la perfección y evitar el exceso de gastos, retrasos y problemas de calidad que surgen por una colaboración deficiente. Beneficios de una plataforma integrada:

• Acelerar el tiempo de comercialización de un 20 a un 90 por ciento, detectar proble-mas con antelación, reducir los desechos en un 75 por ciento y reducir los costes de fabricación en un 40 por ciento, mediante el diseño y fabricación simultáneos.

• Ahorrar tiempo al no tener que importar/exportar/reparar datos de modelos.

• Evitar errores introducidos durante la traducción de datos.

• Reducir los costes de mantenimiento del software debido a un menor número de sistemas y menos formación.

Esto se logra integrando una aplicación de software de fabricación (p. ej., un software de diseño de moldes, un software de presupuestos, un software de inspección y un software CAM 2D y 3D) con un software de diseño de producto (CAD).

Un sistema integrado de diseño a fabricación permite a todos los departamentos utili-zar el mismo sistema de software, eliminando la necesidad de la traducción de datos. Además, puede hacer cambios de diseño de última hora fácilmente sin que haya un impac-to significativo en la entrega del producto. Debido a que los cambios se propagan desde el diseño hasta la fabricación, se pueden incorporar cambios de última hora sin necesidad de cambiar las fechas de entrega. Así que si tiene que hacer cambios de última hora, por razo-nes de diseño o competitivas, nuevas funciones o por indicación de diseñadores industriales o de fabricación y estilistas, no habrá ningún problema.

Al trabajar en colaboración, puede detectar problemas que afectan a la fabricación mucho antes, evitando el exceso de costes y la pérdida de tiempo. De esta forma, las empresas pueden concentrar más sus energías en las cualidades que harán que los productos sean más competitivos.

Un sistema integrado permite que los diseños se muevan sin problemas entre el diseño y la fabricación, facilitando

un flujo de trabajo colaborativo (Figura 6).

Figura 6: Comparación del proceso

Soluciones integradas de diseño a fabricación CAPÍTULO 1: REDUCIR LOS COSTES Y MEJORAR LA CALIDAD

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CAPÍTULO 2

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Referencias1Thankachan, T. Pullan, M. Bhasi y G. Madhu. Aplicación de ingeniería simultánea en la industria manufacturera, "International Journal of Computer Integrated Manufacturing", 23:5, 425-440, DOI: 10.1080/09511921003643152, 2010. 2Brown, Jim. "Product Lifecycle Management Beyond Managing CAD", Tech-Clarity, 2015.3Zhu, Yanmei, Alard, Robert, You, Jianxin y Schönsleben, Paul. "Collaboration in the Design-Manufacturing Chain: A Key to Improve Product Quality", gestión de la cadena de suministro, Nuevas Perspectivas, Profesora Sanda Renko (Ed.), ISBN: 978-953-307-633-1, InTech, 2011.4Huthwaite, B. “Designing in Quality”, 27(11), 34-50, 1988.5Dowlatshahi, S., función de compra en un entorno de ingeniería simultánea, "International Journal of Purchasing and Material Management", 28(2), 21-25, 1992.6Brown, Jim. "Leveraging the Digital Factory: Enhancing Productivity from Operator to Enterprise", Tech-Clarity, 2009.7Boucher, Michelle. "Overcome Design Bottlenecks: How the Advantages of Modern Infrastructures Improve Competitiveness", Tech-Clarity, 2017.

Obtenga más información sobre cómo las soluciones SOLIDWORKS pueden llevarlo desde el diseño hasta la fabricación en el siguiente enlace

https://launch.solidworks.es.

AméricaDassault Systèmes175 Wyman StreetWaltham, MA, 02451 EE. UU.

Europa/Oriente Medio/ÁfricaDassault Systèmes10, rue Marcel DassaultCS 4050178946 Vélizy-Villacoublay CedexFrance

Dassault Systèmes España S.L.+34-902-147-741infospain@solidworks.com

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