Evolución del diseño y la manufactura en un mundo inteligente y

Evolución del diseño y
la manufactura en un
mundo inteligente y
conectado.
Hector Jiménez
Especialista Técnico en CAD/CAM
15 de Octubre de 2015
Agenda
Tendencias actuales en diseño y manufactura
• Diseño
–
–
–
–
Diseño conceptual
Análisis estructural
Colaboración multiplataforma
Gemelo digital.
• Manufactura
– Simulación
– Prototipos rápidos
– Productos inteligentes y conectados
• Industry 4.0
• Conclusiones
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La industria está en constante cambio.
Los directores de las empresas en todo el mundo buscan maneras de mejorar y eficientar
sus procesos con el fin de satisfacer las demandas actuales del mercado.
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Proceso de Diseño
La generación de un producto comienza con un concepto. Desde este punto, se
requiere de un proceso de diseño eficiente, que acople las tecnologías más actuales.
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Diseño conceptual
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Los diseñadores e ingenieros de producto requieren de herramientas que le
permitan manipular todas las configuraciones que tengan en la mente, sin
temor a perder la idea original de su intención de diseño.
Una práctica poco eficiente supone mucha información en muchos lugares,
muchos ensambles o partes en varias carpetas y la idea original esparcida en
varios modelos.
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Diseño conceptual
Un buen manejo de conceptos permite el trabajo y retrabajo correcto de un mismo producto,
generando varias configuraciones y sabiendo cómo utilizar ideas específicas de cada una de
ellas para el producto final.
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Análisis Estructural
El desarrollo de un buen diseño requiere
una validación efectiva de todos sus
componentes.
Las industrias buscan herramientas de
simulación y análisis de elemento finito que
les permitan cerciorarse de la viabilidad de
sus diseños.
Al tener estos elementos dentro de su
proceso, evitan re-diseños en un punto
tardío y fomentan una salida más rápida al
mercado de sus productos.
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Análisis Estructural
El conocer sobre los efectos de temperaturas, presiones y cargas dentro de un
ensamble, ayuda al ingeniero, gerente y diseñador a generar productos de mayor
calidad y tomando en cuenta factores a los cuales sus diseños serán expuestos en la
vida real.
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Colaboración Multiplataforma
…
SE
La información puede provenir de muchas fuentes, y suele suceder muy seguido
dentro de un proceso de diseño. Las industrias buscan soluciones a sus necesidades
de manejo de archivos de muchas plataformas, sin perder la información que estos
contienen y dándole un mayor valor a todos sus documentos, fomentando un diseño
integral e inclusivo.
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Apertura e importación.
La tendencia a diferenciar de manera clara la apertura y la importación de archivos
multiplataforma es esencial para el desarrollo de productos colaborativos.
Open
Import
Open
Import
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Gemelo Digital
La tendencia a los dispositivos conectados está a la alza.
Un producto inteligente enriquece su funcionalidad y permite una mayor interacción con el
usuario.
Ya sea el diseñador o el consumidor, el recibir datos e información de un producto
interconectado permite conocer más acerca de él y enriquece tendencias de diseño como lo
es el análisis estructural.
El gemelo digital es una combinación de tecnologías de software y herramientas analíticas
que fomentan la adquisición de datos y el comportamiento de un producto en un ambiente
CAD.
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Gemelo Digital
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Manufactura
Los procesos de manufactura de hoy en día están enfocados a ser automatizados, de
tal manera que faciliten la creación de los productos mediante máquinas de control
numérico, permitiendo trabajos veloces y con poca tendencia a los errores.
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Simulación.
El diseño de productos no está completo sin la generación de los pasos de un
proceso de manufactura. Las empresas con varios procesos desean contar con
soluciones que les permitan simular trabajos de manufactura tales como el uso del
torno o el fresado, por mencionar algunos. De esta manera, se identifican posibles
errores en los pasos del procedimiento. Estas soluciones deben estar enfocadas en
la productividad y en darle mayor valor al tiempo-
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Prototipos rápidos
A pesar de la precisión que la simulación de un proceso de manufactura puede representar,
es esencial para las industrias pensar en los costos y lo que podría significar el re-trabajo de
una pieza que ya había sido considerada como la versión final.
La utilización de prototipos rápidos permite a las empresas tener una idea previa del
producto, manufacturado con materiales de bajo costo y trabajado en poco tiempo.
Las impresoras 3D ya son más comunes para los ingenieros de diseño y manufactura para la
generación de prototipos rápidos. Se busca, de igual manera, que estos dispositivos tengan
una buena comunicación con las herramientas CAD que usan.
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Prototipos rápidos
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Realidad aumentada
Siguiendo la tendencia de los productos inteligentes y conectados, el uso de
plataformas de realidad aumentada facilitan la revisión, visualización y obtención de
información en sitio.
Es de suma importancia la disposición de este tipo de plataformas, ya que se busca
que las partes manufacturadas por las empresas tengan el mejor desempeño, esto
por medio de su constante revisión y, de ser el caso, reparación y mantenimiento.
De igual manera, la realidad aumentada permite adentrarse a los ensambles de un
producto terminado, enriqueciendo así la experiencia del usuario con los dispositivos
inteligentes y conectados.
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Realidad aumentada
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¿Hacia dónde va la industria?
Las tendencias de interoperabilidad, interconectividad e interacción da lugar a una
nueva etapa en la industria.
MANUFACTURA
INDUSTRY
4.0
DISEÑO
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Industry 4.0
La cuarta Revolución Industrial
El término Industry 4.0 es una definición proveniente de Alemania que hace énfasis en el
desarrollo de las fábricas inteligentes mediante la integración de tres conceptos importantes:
Internet de las Cosas
Sistemas Ciber-físicos
Internet de los Servicios.
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Una visión hacia el futuro.
Llamamos “Industry 4.0” a la manera en que:
“Afrontamos de manera rápida la fusión del mundo online y el mundo
de la producción industrial”.
Angela Merkel
Foro Económico de Davos. 2015
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Implementando Industry 4.0
Industry 4.0 se rige bajo 6 principios de diseño:
1. Interoperabilidad: La habilidad de los sistemas ciber-físicos, los humanos y las
fábricas inteligentes para conectarse y comunicarse entre sí mediante el uso del
Internet de las Cosas y el Internet de los Servicios.
2. Virtualización: Una copia virtual de una fábrica inteligente que es creada a partir
del uso de sensores que monitorean los procesos físicos y relacionado con
modelos virtuales de planta y modelos de simulación.
3. Descentralización: La habilidad de los sistemas ciber-físicos dentro de las fábricas
inteligentes para que tomen decisiones por ellos mismos.
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6 principios de diseño para Industry 4.0
4. Capacidad en Tiempo Real: La capacidad de colectar y analizar la información y
proveer la retroalimentación de manera inmediata.
5. Orientación del Servicio: Ofrecer servicios (para sistemas ciber-físicos, humanos o
fábricas inteligentes) por medio del Internet de los servicios.
6. Modularidad: Adaptación flexible de las Fábricas Inteligentes para cambiar los
requerimientos, reemplazando o expandiendo modulos individuales.
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• Industry 4.0 es el área a
desarrollar dentro de las empresas;
donde el Internet de las Cosas
juega un amplio rol gracias al gran
volumen de sensores y “cosas” que
tienen el potencial de proporcionar
información y agregar valor a los
procesos de manufactura.
• Proyecciones en la industria
destacan que el IoT en conjunto
con los sistemas ciber-físicos como
formas en la cuales la combinación
de software, sensores y tecnología
de comunicación, fomentarán el
desarrollo de Industry 4.0
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Conclusiones
La tecnología está cada vez más y más conectada
• Los procesos de diseño evolucionan día con día de tal manera que el
producto terminado tenga la calidad deseada y con las mejores ideas de
un concepto.
• Las revisiones previas a la producción permiten asegurarnos de que se
han considerado todas las posibles variables que podrían afectar a nuestro
diseño
• La manufactura ahora está ligada a procesos automatizados e inteligentes
que aseguran una mejor repetibilidad de las operaciones y le dan mayor
valor al tiempo en las empresas
• Los productos inteligentes y conectados permitirán una mejor interacción
tanto con las industrias, los diseñadores y los usuarios finales,
permitiéndoles así recibir y mandar información y conocer más de su
entorno y del producto mismo.
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