Las necesidades de los clientes que utilizan productos son cada vez más exigentes en términos de rendimiento, costes de compra y esperanza de vida cuando no está programado. Al mismo tiempo, las empresas son cada vez más exigentes en términos de calidad: hablamos de defectos en ppm (partes por millón). Sin embargo, en la producción en serie, el mecanizado todavía tiene muchos años por delante porque es muy eficaz.
Estos distintos puntos obligan a los fabricantes a ser cada vez más eficaces en la gestión de proyectos y, por tanto, en la validación de las distintas etapas de diseño, fabricación y verificación de las prestaciones esperadas por los clientes finales.
El proceso de desarrollo de un producto consta de cuatro fases:
- Diseño del producto
- Industrialización de productos
- Verificación de productos de proceso
- Cualificación de productos de proceso
1. La fase de diseño del producto
El objetivo de esta etapa es diseñar los planos de la pieza que se va a fabricar y mecanizar. Mientras que hace unos años estos planos se dibujaban a mano, hoy en día todas las piezas se dibujan por ordenador utilizando un Software CAD (diseño asistido por ordenador). Esto nos permite ser más eficientes e imaginar piezas curvilíneas que no pueden definirse mediante un plano.
2. Industrialización de productos
En la producción en serie, el mecanizado todavía tiene muchos años por delante porque es muy eficiente. Nos corresponde a nosotros sacar el máximo partido de nuestros métodos y herramientas de apoyo a la integración digital de competencias (Enterprise 4.0), para ayudar a nuestros programadores y personal de puesta a punto.
Para producir piezas con morfologías cada vez más complejas (integrando cada vez más funciones de servicio en la misma pieza), la cinemática de las máquinas herramienta es cada vez más compleja de programar a mano. Incluso con asistencia integrada en los controladores CNC. No siempre se dispone de trayectorias de herramientas de corte optimizadas que ofrezcan un alto rendimiento en términos de formación y control de virutas.
Por eso ahora los programas de fabricación se diseñan utilizando Software CAM. La fabricación asistida por ordenador (CAM, CFAO) nos ofrece, si el usuario configura correctamente los parámetros, una codificación de la máquina (postprocesador) que generará trayectorias de herramientas de alto rendimiento desde el punto de vista del mecanizado.
3. Verificación del producto procesado
Esta etapa sirve para demostrar que la producción en serie cumple el nivel de calidad exigido. Durante esta fase, el objetivo es configurar la máquina para producir unas pocas piezas.
A medida que las piezas se vuelven más complejas, el número de superficies que hay que producir se multiplica. El número de especificaciones que hay que producir y dominar crece día a día. Y los programadores y ajustadores ya no pueden limitarse a pensar en las numerosas correcciones que hay que hacer para que la pieza salga bien a la primera.
En este contexto, Control automatizado de procesos (APC) ofrece una solución a este problema corrigiendo automáticamente todas las desviaciones de la herramienta a la dimensión media (objetivo), mejorando al mismo tiempo la calidad de la producción.
4. Calificación del producto de proceso
Esta fase garantiza que el producto pueda reproducirse a lo largo del tiempo.
Controlando las características en el blanco, es posible optimizar la fabricación de componentes, subconjuntos e incluso conjuntos (productos acabados) con un conjunto óptimo de comportamientos. Esto mejora el rendimiento de todos los productos. Desgraciadamente, factores externos como la variabilidad de la máquina dificultan el control de las características en el objetivo, razón por la cual la deriva dimensional se controla mediante la regla estadística de la SPC (Control Estadístico de Procesos). El principal objetivo de esta técnica es vigilar el comportamiento de un proceso mediante herramientas como el gráfico de control y reducir así las tasas de rechazo anticipándose a la no calidad. De hecho, el principio desarrollado por Shewart y los gráficos de control permite actuar sobre el proceso sólo cuando está fuera de control (mientras esté dentro de mis límites de control en verde, no corrijo mi proceso y en cuanto salga de mi dispersión, lo corrijo).
Los problemas
Ante estas dificultades, debemos encontrar una solución capaz de responder a los tres principales retos a los que se enfrentan los fabricantes hoy en día:
Número 1 gestión de las capacidades a largo plazo
Número 2 ser capaz de gestionar piezas complejas en un entorno multidimensional
Cuestiones clave 3 integración en la cadena digital
Este sistema se denomina Control automatizado de procesos o APC.
Se trata de una evolución del SPC, que consiste en utilizar recursos informáticos para controlar un proceso de producción con el fin de obtener resultados de calidad mucho mejores que con el SPC tradicional. Con el APC pueden ajustarse simultáneamente decenas de correctores. El APC corrige las desviaciones mediante un algoritmo de aprendizaje automático. Centrada en el objetivo de la dimensión funcional, la corrección deriva mucho menos hacia los límites del tablero de control, y la calidad se controla a largo plazo.
Conclusión
Aunque es un estándar para muchos fabricantes, el SPC sigue siendo difícil de mantener a largo plazo y es restrictivo (tiempo de formación de los correctores, etc.). El Control Automático de Procesos (APC) permite ajustar simultáneamente decenas de correctores y corrige las derivas mediante una función de amortiguación derivada de un algoritmo de aprendizaje automático. Centrada en la dimensión funcional objetivo, la corrección deriva mucho menos rápidamente hacia los límites del gráfico de control, lo que mejora notablemente la calidad de la producción.
