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PDM Un proceso mental y PLM El producto en el centro del universo

PDM Un proceso mental

Oriundos de las áreas de ingeniería, estos sistemas ahora son empleados para controlar cada uno de los pasos que sigue en el desarrollo y la fabricación de un producto.

Toda industria quisiera tener como gerente de Ingeniería a Funes el memorioso, ese mítico personaje de Jorge Luis Borges que conocía las formas de las nubes australes del amanecer de cualquier fecha y a quien le bastaba con pensar algo, cualquier cosa, una sola vez para no olvidarlo jamás.
La realidad, en cambio, es que los humanos tendemos a la desmemoria. De ahí el gran éxito que han tenido los organizadores personales, desde agendas de papel hasta las famosas handhelds.
En la industria nadie es capaz de almacenar toda la información relacionada con la generación de un producto, desde su concepción, diseño y prototipo hasta su lanzamiento al mercado. Sólo alguien como Funes el memorioso podría calcular el ahorro que puede representar si se quita o se añade algo a un producto, avisar a todos los proveedores de cuánto material deben de surtir a la planta para fabricarlo, enterar a los integrantes de mercadotecnia de cuáles son las preferencias de los consumidores para modificar el siguiente modelo y, tomando los planos previos, diseñarlo en forma más eficiente, atractiva y barata, además de tener una logística depurada y precisa para ampliar la participación en el mercado.

EL COMPLEMENTO NECESARIO

Ante la necesidad de contar con sistemas que permitan almacenar información y transmitirla a todos los involucrados en la generación de un producto surgió el PDM (Product Data Management). Ahora, gracias a esta alternativa, una empresa está en posibilidades de seguirle la pista a la serie de datos indispensables para diseñar, fabricar y ensamblar un producto, ya sea que se trate de un pequeño aparato electrodoméstico, una motocicleta o un submarino.
Estos sistemas no compiten con otros que se emplean en la manufactura -como los ERP, los de manejo de la cadena de suministro o los CRM-, sino que vienen a completar y cerrar el ciclo de vida de la fabricación y consumo de un producto.
Julio Íñiguez, director general de IT Partner, explica: "Los procedimientos para documentar la generación y el desarrollo de un producto ya existían; lo que cambia el PDM es la integración, dado que abarca todo el diseño, su estructura desde el punto de vista conceptual de la ingeniería y cómo pasar de ahí a la línea de fabricación". Esto equivale a tener un Funes en cada departamento de cada fábrica, oficinas administrativas y sucursales.
La primera etapa en el lanzamiento de un producto consiste en recibir un requerimiento del cliente. Una vez que esto sucede, el departamento de Ingeniería realiza una propuesta de cotización, en la que se deben considerar el tipo de producto, los materiales y los costos, entre otros puntos. Conforme se avanza, se presentan diferentes tareas que involucran a varias áreas.
Lo interesante de contar con un PDM, destaca Germán Esparza, gerente de Negocios de Dassault Systemes, es que a cada departamento se le indica su tarea. "La información se envía en una hoja de cálculo o en un procesador de palabras y se asignan responsabilidades", añade.
Para Óscar Cardalda, director para los Sectores Industrial y Público de Gedas México, lo que se trabajaba hace 20 años en diseño de productos a través de herramientas CAD/CAM consistía en tener la información en un puesto de trabajo; una sola computadora contenía los dibujos, con las restricciones que ello implicaba.
"A medida que se va gestando el concepto de globalización de los negocios -asegura-, esto impacta en el desarrollo de productos. El PDM representa en la manufactura algo más que llevar un proceso en sí. Podemos considerarlo una forma distinta y más definida de hacer negocios."
Y para reforzar ese enfoque, anota que lo que busca dicha herramienta es administrar la información con el diseño competitivo de un producto de manera que se reduzcan sus costos, así como asegurar que los datos están siempre actualizados. "Esta capacidad de administrar la información hace que hoy podamos decir que la totalidad del proceso de diseño de un nuevo producto (costo, tiempo, lista de materiales, mercadotecnia y recursos humanos, entre otros) se reduce 70% con esta metodología, y la adecuación de un producto existente llega a disminuir hasta en 90%, gracias a la capacidad que proporciona tener toda la documentación en red."

TRABAJO COLABORATIVO, LA CLAVE

El impacto de las soluciones PDM en la manufactura es tal que, de ser una herramienta destinada a los ingenieros, ha rebasado esa frontera para llegar hasta el desarrollo de proyectos. De ahí que quienes deciden la adquisición de un PDM no son, en muchos de los casos, las áreas de ingeniería o manufactura; según Cardalda, los departamentos de finanzas o mercadotecnia están tomando la iniciativa.
El PDM consta de workflow (flujo de información dentro de la empresa), administración de los documentos (visualizadores de CAD para generar ensambles, y editores de Excel y Word) e integración principalmente de proveedores en la web.
Lo relevante es que se dispone de la información automatizada, a la que tienen acceso todos los involucrados desde un monitor. Ello aplica incluso para los proveedores de una gran empresa que carecen de herramientas PDM y que, de este modo, están en posibilidades de ingresar a la base de datos central a través de un portal. Así, explica Esparza, se pueden cubrir las tres etapas críticas en el desarrollo de un producto: definición conceptual, integración para que éste se produzca y, finalmente, ejecución.
"Uno de los dolores de cabeza de los departamentos de ingeniería que no tienen un sistema integrado es el que se relaciona con transmitir el diseño de un producto y los cambios de ingeniería hacia las áreas de manufactura. Este proceso involucra duplicidad de trabajo, problemas de comunicación y costos innecesarios, que al final se reflejan en la calidad y el precio en que se ofertan los productos", argumenta Fernando Gómez, consultor de Baan México.
En términos de integración es indispensable pensar en la seguridad que demanda un sistema concurrente, para lo cual es preciso entender que el diseño es hoy por hoy el elemento aglutinante de todas las áreas de peso en la empresa. Por eso es deseable que toda la información esté en una base de datos al alcance de los involucrados. Pero, como advierte Cardalda, "es necesario que exista un diferenciador que administre el empleo de los datos entre quienes nada más deben conocerlos y quienes tienen autorización para modificarlos, a lo que dentro de los PDM se le conoce como heavy users y light users".

MOMENTO DE ELEGIR

Lo primero que se tiene que hacer es establecer con claridad aquellas industrias susceptibles de utilizar un PDM, y que son, desde la perspectiva de Íñiguez, las que están desarrollando productos o componentes. Es el caso de los sectores automotriz, electrónico, textil y aeroespacial y, en general, de toda empresa cuyas tolerancias de producción sean muy estrechas, como ocurre con los fabricantes de maquinaria y de bienes de capital.
Para Gómez, quienes pretenden implantar una solución completa de PDM deben considerar que:
· la alta dirección se comprometa con el proceso de implantación definiendo las metas y objetivos y canalizando este proyecto a las distintas áreas involucradas; en tanto, éstas deben ejecutar las acciones necesarias para lograr los objetivos;
· los procedimientos administrativos para el diseño de productos sean respetados para que un sistema facilite su aplicación;
· el PDM se pueda comunicar con el sistema ERP;
· es un proceso cuya implantación puede llevar de dos semanas a tres meses, según la complejidad de la empresa y sus productos, y
· resulta necesario involucrar a todas las áreas que están relacionadas directa o indirectamente con ingeniería (Producción, Abastecimientos, Costos, etcétera).

A partir de su experiencia, Esparza sugiere cuidar lo que, para él, son siete puntos básicos al momento de decidir la compra de un PDM:
1. El sistema debe ser flexible, con capacidad de recibir muchas herramientas para incorporar los procesos.
2. También debe ser abierto, es decir, que permita integrar una gran cantidad de información de terceros (sistemas CAD, manejo de documentos, lista de materiales y archivos de plataforma Office).
3. El proveedor debe conocer bien los procesos de la compañía.
4. El sistema también tiene que estar abierto a distintas plataformas de hardware.
5. Debe tener capacidad de integración vía web.
6. El proveedor debe mostrar estabilidad financiera, lo que da la certeza de que el producto no va a desaparecer del mercado.
7. Hay que tomar en cuenta que, dado que se habla de procesos, se necesita de un integrador, consultoría e implementación.

SIN BARRERAS

El desarrollo de un nuevo producto parte de la etapa de diseño. Es en el área de ingeniería en donde se modifica de manera constante. En la etapa de concepción, el diseño se altera una y otra vez. "Es sumamente cambiante -anota el representante de Dassault Systemes-, pero ya en la etapa de producción se puede hablar de un 'producto congelado', con modificaciones casi inexistentes."
Uno de los aspectos más explotados por el PDM es el concerniente a las soluciones VPDM (Virtual Product Data Modeling), con las que interactúa en la esfera de la ingeniería, aunque hay otro momento en el que se relaciona con otras áreas, entre las que destacan Finanzas, Recursos Humanos, Manufactura y Mercadotecnia.
Un punto vital se presenta cuando el PDM se enlaza con los sistemas ERP, en especial con el tiempo de producción. La integración entre estos dos actores de la manufactura se da a través de la llamada lista de materiales, que en el origen de los sistemas MRP era el corazón de la producción.
Al momento en que se acepta el diseño de un producto que ha sido generado a través de un PDM, éste marca de inmediato a la lista de materiales cuáles son los requerimientos totales para la puesta en marcha de las líneas de fabricación, de modo que se integra un listado de todos los componentes secundarios, las partes y la materia prima que se reúnen en un ensamble mayor.

EL QUINTO ELEMENTO

Eso de que "nunca segundas partes fueron buenas" podrá aplicar para cualquier cosa menos para las tecnologías de información. De hecho, en este caso, segundas partes han rebasado con mucho a sus antecesoras.
Así como el MRP II no excluyó al MRP, el PDM II (Product Development Management) viene a completar el espectro de soluciones empresariales en la manufactura.
Como piezas clave para su operación, una empresa cuenta con un núcleo operativo (contable y financiero) que descansa en un ERP. De él emanan áreas interrelacionadas, como las relativas a ventas y servicio, que cubren las herramientas CRM y las de SCM en lo concerniente a proveedores. De esta forma, el cuarto elemento queda cubierto con PDM, unido en muchos casos con CAD/CAM.
PDM II, explica Cardalda, es una especie de sombrilla que cubre a ERP, SCM, CRM y PDM, y puede enlazarse con las bases de datos actuales utilizando la intranet que ya se tenga. En esta lista de componentes que integran el entorno de la manufactura, el PDM II sería el director de la orquesta, mientras que el diseño equivaldría a la partitura.

PLM El producto en el centro del universo

Al integrar diseño, ingeniería y manufactura bajo un mismo techo se logra producir de acuerdo con las necesidades del cliente y bajo los caprichos más estrictos de producción.

El mercado moderno demanda productos cada vez más sofisticados y especializados, donde van de la mano la ergonomía, la funcionalidad, la eficiencia, el retorno de la inversión y la productividad. En este escenario, la idea creativa sigue siendo el motor que impulsa la aparición de nuevos artículos, gracias al uso de cada vez más avanzadas herramientas de diseño, reingeniería y fabricación.
La tendencia general en la planta apunta hacia sistemas de software abiertos y en completa colaboración. Con la plataforma adecuada no existen limitantes para el trazo y la producción de objetos con anchos, largos y curvas al gusto de diseñadores e ingenieros. Las herramientas para ingeniería y desarrollo de producto han evolucionado de lo simple a lo complejo, al punto de cubrir los requerimientos para cualquier aplicación industrial, con una clara orientación hacia sistemas robotizados y automatizados.
Tecnologías como las de Administración del Ciclo de Vida del Producto y Administración del Desarrollo del Producto (PLM y PDM, por sus siglas en inglés) permiten el acceso a conceptos como el de "Modelo Digital Absoluto", cuyos beneficios empiezan a reflejarse en los procesos productivos, haciendo fácil y rápidas las fases de diseño, modelado, detalle, análisis y manufactura
Las cifras indican que el acceso a la información histórica del proceso de producción en planta, en línea y en tiempo real puede significar ahorros de hasta 90% en tiempo y costos de manufactura. Así, la reducción de costos de producción, diseño, desarrollo, distribución y mantenimiento pueden alcanzar hasta la mitad del valor total del artículo.
"Los hechos demuestran que los procesos de fabricación están regresando a la idea básica de que el producto es el centro del proceso productivo y que para ello se requiere de sistemas que permitan unir las áreas de ingeniería con la parte administrativa, siempre divorciadas, lo que al final posibilita que todos los elementos de la compañía puedan participar en el proceso de desarrollo del artículo al mismo tiempo", subraya Anil Chitkara, director de Soluciones de la firma Parametric Technology Corporation (PTC).
Ideal para economías en crisis, como la mexicana, el software de desarrollo ha incursionado ya con éxito en el mercado latinoamericano, donde el siguiente paso es el uso de herramientas orientadas a internet y flexibilidad para el manejo de flujos de información a lo largo de la cadena productiva.

LOS RETOS Y LA TERCERA DIMENSIÓN

Las empresas se enfrentan, por lo general, a obstáculos en el control de la documentación, el desarrollo y la accesibilidad de la información. Ello se desprende de aspectos estructurales tan simples como el hecho de que en ocasiones los datos se encuentran almacenados de manera física en papel, librerías de ingeniería o manufactura, archiveros o discos duros y no de forma digital.
De paso se enfrentan a la falta de control en el desarrollo del producto, debido a la existencia de diferentes procesos en cada uno de los departamentos, lo que provoca que cualquier cambio implique aplicaciones manuales y caóticas. Aunado a ello, los sistemas tradicionales impiden el acceso a la información por parte de todos los involucrados, con la imposibilidad de calificar la información y los movimientos que se generen en otra ubicación del proceso del negocio y aumentados por la inexistencia de conexiones entre las aplicaciones de diseño, el ERP (Enterprise Resource Planning) y los sistemas de manufactura.
Para Dassault Systemes -firma francesa proveedora de software de ingeniería especializada en los ramos automotriz, transporte aeronáutico militar y civil, y electrónica- el mercado de PLM tiende inequívocamente a soluciones bajo el uso de tecnología digital de tercera dimensión (3D).
Las soluciones de PLM en 3D permiten a las compañías crear y simular muestras desde objetos de la vida diaria, como botellas o lencería hasta infinidad de sistemas más complejos como embarcaciones o maquinaria industrial. Las representaciones en 3D son un extraordinario medio de comunicación e intercambio de información, el cual permite involucrar a todas las partes del proyecto en una forma colaborativa, desde ingenieros, ejecutivos de finanzas, equipos de producción, directores de mercadotecnia, proveedores e incluso clientes, desde sus propias oficinas y en tiempo real.
Aunque la 3D fue usada al inicio para el diseño de bordes complejos en partes industriales, hoy en día el diseño y la manufactura de productos se realiza a través de la definición y creación de partes simuladas digitales.
Históricamente, el diseño asistido por computadora avanzó de un esquema de dos a tres dimensiones, evolucionando sistemáticamente de un modelado sólido y superficial hacia uno basado en características paramétricas, hasta uno conductista. Con este último los usuarios obtienen mayores atributos de flexibilidad, exactitud, productividad y colaboración, lo que permite reducir a minutos el tiempo de las actividades de diseño, que antes significaba el uso de varias horas. La tercera dimensión se ha ampliado hacia nuevas fuentes de oportunidad al poder abordar una visión completa del ciclo de vida del producto, desde la creación hasta el mantenimiento, incluyendo los procesos de manufactura y arranque.
En concreto, Dassault Systemes cuenta con las herramientas de ingeniería Catia, Delmia, Enovia y Smarteam, a través de un proceso de integración que permite abarcar de punta a punta todo el manejo del ciclo de vida del artículo. Esta compañía identifica cinco pasos que deben cumplirse en paralelo, interconectados uno con otro: un proceso céntrico, un ambiente colaborativo, contar con los recursos, administrar el conocimiento y tener una arquitectura abierta.
En este entorno, el ambiente colaborativo ha adquirido durante los últimos 10 años mayor fuerza debido a la facilidad para que diversos contribuyentes participen en el ciclo de vida de la mercancía, con intercambio de información rápida y con posibilidad de uso directo. El manejo de las variables que representan la multiplicidad de productos, procesos y recursos se logra a través de un modelo que asocia la captura de la posición y orientación, las configuraciones y la funcionalidad, en la búsqueda de modelos exactos del desarrollo del artículo.
La aparición de internet ha permitido romper las barreras que representan las diferencias geográficas y la segregación del diseño a lo largo de la compañía, llevando la colaboración a un nivel que ayuda a su consolidación dentro de la empresa ampliada y el proceso completo del desarrollo del producto. Para la firma EDS, una solución PLM representa un intento unificado para la colaboración dentro de la empresa ampliada, que debe permitir a todos los participantes trabajar en conjunto.
EL PLM debe ser así una herramienta que oriente el uso de habilidades, experiencias, conocimiento y mejores prácticas con el objetivo de aplicarlas hacia la excelencia competitiva. Debe incluir desde esta perspectiva software para el desempeño del producto, colaboración empresarial, manejo de datos y planeación de manufactura en planta; unidos bajo la fuerza de la interoperabilidad e integración abierta con otros sistemas de negocios.
Las soluciones de EDS llegaron a México en 1985, iniciando operaciones con General Motors y a la fecha ha extendido su presencia tanto en el sector público como en el privado, en industrias como el transporte, la manufactura y los servicios financieros. Esta firma proveedora mantiene alianzas de colaboración con instituciones como el Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey (ITESM) y el Instituto Tecnológico Autónomo de México (ITAM), por medio de programas educativos, así como mediante la aplicación del programa de promulgación científica denominada Jason Projet con la preparatoria Garza Sada de Monterrey, NL.

SIMULACIÓN DIGITAL

Pocas cosas son más costosas dentro de un negocio de manufactura que un artículo que no alcance su óptimo potencial. En el mejor de los casos no es competitivo; en el peor puede fallar prematuramente. La simulación digital permite a los diseñadores e ingenieros optimizar el desempeño del artículo, antes de que una mínima parte de éste haya sido producida.
Este tipo de software puede simular de manera virtual cualquier ambiente, incluyendo temperatura, fuerza, peso y movimiento, y bajo ese escenario, de forma gráfica, representar el desempeño del producto, cuánto costará y cómo se puede mejorar. El resultado se refleja en clientes satisfechos con la calidad deseada de la mercancía, la cual comprarán una y otra vez.
En el plano de la simulación digital, en la actualidad prevalecen soluciones que permiten integrar, de punta a punta, el diseño asistido por computadora para diseño, manufactura e ingeniería (CAD, CAM y CAE), bajo una metodología que EDS denomina "Ingeniería Total de Producto". Bajo este esquema se logran modelar, validar y fabricar mercancías bajo un desarrollo en ambiente de colaboración, que al final del día posibilita optimizar las formas, realizar ajustes y valorar la función y las condiciones de fabricación.
Para PTC este concepto se remite a la Simulación Dinámica, que ayude a aportar innovaciones al artículo final a través del denominado "Modelo Digital Absoluto". Por medio de esta metodología se maneja la información en equipo. Con la integración de colaboraciones y multiaplicaciones -las aplicaciones de producción, que van desde el diseño del producto, diseño de la herramienta y la ingeniería de la manufactura hasta el control numérico requerido- se determina el estilo y la superficie, y los sistemas de ruteo o monitoreo y, finalmente, la visualización general.
Ello permite al ingeniero dedicarse a resolver problemas de diseño, estructura, movimiento, fabricación y tolerancia. A la par, las herramientas de ensamble ayudan a acabar para siempre con el diseño de un producto complejo por partes separadas, que después se unen, a través del diseño conjunto y con la participación de múltiples contribuyentes a lo largo del proceso. En pocas palabras, todo sale bien y a la primera, aun si son millones de partes.

DISEÑO Y MANUFACTURA

El tamaño de la empresa y el tipo de producto que se produce, son factores que por lo regular marcan las etapas de producción. Sin embargo, la adopción de modelos digitales permite establecer soluciones estándares que se ajustan a necesidades únicas, en especial para empresas de manufactura discreta que buscan ventajas competitivas en el proceso de diseño y producción.
La fabricación, entendida de manera tradicional, es un paso que toma su lugar después del diseño, del proceso de análisis y de la planeación de la producción. Sin embargo, la digitalización cambia este concepto, en el que la manufactura digital se entiende como un proceso que comienza con la concepción del diseño y continúa hasta la producción y la entrega. Las empresas logran así reducir costos al incluir los requerimientos de manufactura en el proceso de diseño. Como resultado, los productos de cada negocio son diseñados con una correcta factibilidad de producción y con ello pueden ser construidos una y otra vez, como si fuera la primera prueba.
Como se puede ver, el diseño y la manufactura digital encuentran una correlación directa y uniforme dentro del desarrollo del artículo. Para la aplicación de estos conceptos, el uso de internet permite a todas las partes involucradas en la colaboración ver, participar, diseñar y mejorar el producto, en un abierto intercambio de datos y con mayor visibilidad del proceso.
La internet aporta la capacidad de conducir en tiempo real la colaboración, la revisión, el dibujo, el moldeado y el manejo de documentos en 3D. Este es el mejor medio de comunicar la información entre los miembros de la empresa ampliada.
"El uso de estas herramientas facultará a la empresa mexicana a tomar las mejores prácticas para el desarrollo del producto y el ciclo de vida de éste, con ingeniería, diseño y manufactura en línea, como lo hacen las empresas más exitosas de Europa y Estados Unidos", concluye Helio Samora, director para América Latina de PTC.

A final de cuentas, la integración de estas tecnologías de diseño, ingeniería y manufactura permiten aprovechar al máximo las ideas creativas de todos los participantes de la empresa, incluidos clientes, proveedores y socios de negocio.

CICLO DE VIDA "desarrollo de productos"

Hasta la aparición y consolidación del concepto Product Lifecycle Management (PLM), hace poco más de dos años, a las herramientas para diseño y administración del producto no se les consideraba de manera formal como una unidad de negocios consolidada, en contraparte a los sistemas denominados como Enterprise Resource Planning (ERP), Customer Relationship Management (CRM) y Supply Chain Management (SCM).

A pesar de que el concepto Computer Integrated Manufacturing (CIM) existe desde hace más de 20 años, el desarrollo de la tecnología y la madurez de las organizaciones en realidad no permitía hablar de manufactura integrada por computadora y básicamente consistía en un conjunto de herramientas sofisticadas de diseño asistido por computadora -Computer Aided Design (CAD), Computer Aided Manufacturing (CAM) y Computer Aided Engineering (CAE)-, operando de manera aislada en el departamento de ingeniería de producto y con cierta capacidad de intercambio de datos entre ellas.

En un ambiente cada vez más competitivo se requiere mayor dinámica e innovación para reducir el tiempo de lanzamiento de nuevos productos, desarrollar productos innovadores basados en las mejores prácticas, reducir los costos de lanzamiento y del ciclo de vida del producto, incrementar la calidad y colaborar y compartir la información con clientes y proveedores de manera sencilla y natural.

Bajo este contexto, es primordial contar con herramientas que nos permitan obtener conocimientos tempranos del producto y sus procesos de manufactura en 3D, incorporación y prueba de los procesos de fabricación antes de implementarlos en el campo, evaluación de alternativas del producto y procesos de manufactura, y captura y reutilización de la experiencia y las mejores prácticas de la empresa en una base de datos accesible a todos los participantes.

Así, la estrategia 3D PLM de Dassault Systemes e IBM se basa en incorporar en sus componentes de software (Catia, Delmia, Enovia, Smarteam, Solidworks y Spatial) los siguientes seis conceptos primordiales: captura del conocimiento y mejores prácticas; arquitectura abierta basada en estándares de la industria (STEP, XML, Java, etcétera); orientación a procesos; colaboración (b2b, web centric); bases de datos de producto, procesos y recursos interconectadas (PPR Hub) y difusión de la información en 3D a todos los niveles.

PLM es mucho más que una nueva moda de las compañías de software para ingeniería, es la visión integrada e interoperativa del diseño de productos mediante la cual se pone al acceso de quien necesita la información relativa al producto y extender el concepto de ingeniería concurrente a colaborativa, a través de la web mediante la empresa extendida (integración cliente-proveedores).

Así, el PLM viene a ser la clave de "la administración del capital intelectual de la empresa", pues es el encargado de concentrar y administrar el recurso intangible más valioso de la compañía: el conocimiento para el desarrollo de producto y procesos asociados al ciclo de vida del mismo.

2003 - Percy Ramos