Administracion de la Producción: Tipos de Sistemas (CAD,CAM,CAE)

Sistema CAD

Sistema CAD El diseño asistido por computador (o computadora u ordenador), abreviado como DAO (Diseño Asistido por Ordenador) pero más conocido por sus siglas inglesas CAD (Computer Aided Designo Diseño Asistido por Ordenador) como las siglas lo indican es el nombre genérico que se les da a cualquier tipo de software que se refiera a, dibujo asistido por computadora, y permita hacer dibujos bidimensionales, tridimensionales, y/o técnicos. Básicamente es un conjunto de programas informáticos que ofrecen la posibilidad de agilizar y facilitar extraordinariamente el diseño de las variables técnicas, los planos o prototipos, en diversos ámbitos, como la arquitectura, la escultura o la ingeniería mecánica e industrial. En un sentido amplio, podemos entender el CAD como la "aplicación de la informática al proceso de diseño”.

El CAD atiende prioritariamente aquellas tareas exclusivas del diseño, tales como el dibujo técnico y la documentación del mismo, pero normalmente permite realizar otras tareas complementarias relacionadas principalmente con la presentación y el análisis del diseño realizado.

Los sistemas CAD también permiten simular el funcionamiento de un producto antes de la producción. Los sistemas CAD hacen posible comprobar si un circuito electrónico funcionará tal y como está previsto, si un puente será capaz de soportar las cargas consideradas sin peligros e incluso si una salsa de alimento fluirá adecuadamente desde un envase de nuevo diseño.

El éxito en la utilización de sistemas CAD radica en la reducción de tiempo invertido en los ciclos de exploración. Fundamentalmente por el uso de sistemas gráficos interactivos, que permiten realizar las modificaciones en el modelo y observar inmediatamente los cambios producidos en el diseño.

Los sistemas CAD se dividen básicamente en dos tipos: los programas de dibujo en dos dimensiones (2D) y modeladores en tres dimensiones (3D).

Las herramientas de dibujo en 2D se basan en entidades geométricas vectoriales como puntos, líneas, arcos y polígonos, con las que se puede operar a través de una interfaz gráfica.

Los modeladores en 3D añaden superficies y sólidos. Además pueden producir previsualizaciones fotorealistas del producto, aunque a menudo se prefiere exportar los modelos a programas especializados en visualización y animación, como Maya, Softimage XSI o 3D Studio Max. Especialmente para piezas complejas de chapa, la creación de dibujos con modelos tridimensionales el uso de sistemas CAD 3D es un paso crucial en la evolución desde la idea a la pieza terminada. La siguientes figuras muestran la diferencia entre el proceso Clásico de Diseño y el Proceso de Diseño utilizando una herramienta CAD. Tan solo las etapas de definición y ensayo con prototipos quedan fuera del ámbito del sistema CAD. El resto de las tareas se realizan utilizando el sistema CAD. La importancia de la realización de ensayos con prototipos dependerá de la naturaleza del ente a diseñar, y de la posibilidad de sustituirlos por simulaciones numéricas. Cuando no hay un proceso de fabricación en serie la construcción de prototipos no suele realizarse.

Sistema CAE

La filosofía de CAE se resume en: Sistema más Servicio.

El CAE (Computer Aided Engineering, ingeniería asistida por ordenador) se encarga de evaluar el comportamiento del proyecto diseñado en una situación real: al exponerlo a deformaciones, vibraciones, esfuerzos, etc.

Su producto es un sistema integrado y completo para el monitoreo meteorológico que funcione siempre y perfectamente.

Las estaciones periféricas, ubicadas por medio de cuidadosas inspecciones de campo, recolectan los datos medidos por los sensores y los transmiten a las centrales de adquisición y elaboración. Estos Softwares dedicados a traducir los datos en parámetros fácilmente comprensibles y utilizables por el usuario en diferentes modos, como es por ejemplo el manejo de las alarmas hidro-meteorológicas.

Gracias a los sistemas CAE podemos comprobar, por ejemplo, si una pieza metálica será capaz de resistir altas temperaturas, si los cables de un puente colgante serán capaces de soportar el tablero del mismo, etc.

Las ventajas de un sistema CAE son:

· La automatización en el análisis de los productos diseñados ahorra tiempo, lo que sirve para mejorar la productividad de la empresa.

· Los proyectos están adecuados a las situaciones reales en las que se utilizarán.

· La predicción en el comportamiento del producto sin necesidad de invertir en la producción de un prototipo. Por ejemplo, no es necesario construir un automóvil para conocer cómo se comportará al tomar ciertas curvas. Evidentemente, esto también supone un gran ahorro para la empresa.

· Los errores detectados se pueden corregir en una fase muy temprana: en la fase de diseño, lo cual agiliza y abarata la producción.

· Si todo funciona como es debido, los productos elaborados tienen una gran calidad.

· Como en el caso de los sistemas CAM, los sistemas CAE son relativamente complejos, por lo que la inversión de la empresa se recupera a medio y largo plazo.

CAM / Manufactura Asistida por Computadora

Manufactura Asistida por Computadora (CAM) comúnmente se refiere al uso de aplicaciones de software computacional de control numérico (NC) para crear instrucciones detalladas (G-code) que conducen las máquinas de herramientas para manufactura de partes controladas numéricamente por computadora (CNC). Los fabricantes de diferentes industrias dependen de las capacidades de CAM para producir partes de alta calidad.

Una definición más amplia de CAM puede incluir el uso de aplicaciones computacionales para definir planes de manufactura para el diseño de herramientas, diseño asistido por computadora (CAD) para la preparación de modelos, programación NC, programación de la inspección de la máquina de medición (CMM), simulación de máquinas de herramientas o post-procesamiento. El plan es entonces ejecutado en un ambiente de producción, como control numérico directo (DNC), administración de herramientas, maquinado CNC, o ejecución de CCM.

Beneficios de CAM

Los beneficios de CAM incluyen un plan de manufactura correctamente definido que genera los resultados de producción esperados.

Los sistemas CAM pueden maximizar la utilización de la amplia gama de equipamiento de producción, incluyendo alta velocidad, 5 ejes, máquinas multifuncionales y de torneado, maquinado de descarga eléctrica (EDM), y inspección de equipo CMM.

Los sistemas CAM pueden ayudar a la creación, verificación y optimización de programas NC para una productividad óptima de maquinado, así como automatizar la creación de documentación de producción.

Los sistemas CAM avanzados, integrados con la administración del ciclo de vida del producto (PLM) proveen planeación de manufactura y personal de producción con datos y administración de procesos para asegurar el uso correcto de datos y recursos estándar.

Los sistemas CAM y PLM pueden integrarse con sistemas DNC para entrega y administración de archivos a máquinas de CNC en el piso de producción.

Relaciones entre CAD Y CAM

El diseño asistido por computadora (CAD) y la fabricación asistida por computadora (CAM) constituyen dos técnicas que, aunque diferentes, han estado, estrechamente relacionadas desde su aparición. Sin embargo, su evolución no ha logrado ser lo suficiente convergente para que la comunicación entre ambos procesos alcance los niveles mínimos deseables.

Sin embargo, el futuro del CAD y del CAM depende mucho de los logros en la capacidad entre ambos procesos.

La fabricación del futuro

Una fábrica del futuro con una integración completa mediante computadora consistirá en subsistemas modulares, controlados por computadoras que estarán interconectadas constituyendo un sistema de cálculo distribuido.

Parece evidente que los papeles del personal involucrado en el diseño, planificación de la producción, ingeniería de fabricación, y otras funciones asociadas se verán modificados respecto a la situación actual en la fábrica del futuro. La aplicación de la tecnología CIM facilitará enormemente el diseño y desarrollo de nuevos productos e implicará la necesidad de elevar el nivel de los operarios. Como consecuencia de esto, la separación entre diseño y fabricación comenzará a disminuir.

Imágenes de Ejemplos: