Funcionamiento a toda velocidad con PLM

Expertos en motores eléctricos

Johnson Electric es un grupo chino cuya actividad principal es la producción de motores eléctricos para distintas aplicaciones, desde pequeños motores para herramientas eléctricas y ordenadores personales hasta modelos más grandes para electrodomésticos y automóviles. El grupo está formado por varias empresas, entre ellas Gate S.r.l. (Gate), que colabora con los principales fabricantes de equipos originales (OEMs) de automoción, como Ford, BMW, Jaguar, Renault, PSA, GM, VW, Fiat, Mercedes y Ferrari, tanto directamente como a través de fabricantes de radiadores en los que se montan los motores. Gate se fundó en 1978 como una empresa italiana y luego se convirtió en una empresa estadounidense en 1985. En el año 2000, Johnson Electric adquirió la empresa.

Durante todo este tiempo, la actividad de Gate no cambió, aunque la empresa sí adoptó diferentes enfoques. «En la actualidad, los motores se fabrican en la empresa matriz de China a partir del diseño de Gate», explica Marco Davino, que gestiona la ingeniería de desarrollo de productos y la organización de procesos en el departamento Métodos y desarrollo de software de la empresa. «Gate adquiere el pedido y es la interfaz con el cliente para todas las actividades de ingeniería, las comprobaciones de fabricación de nuevos motores, la gestión de cambios y el control de calidad, así como la revisión de costes. Luego, la fábrica de Asti ensambla los motores enviados desde China a los ventiladores entregados por los proveedores o moldeados internamente. La fase de ensamble es esencial para asegurar un rendimiento y una eficiencia adecuados».

Gate desarrolla una docena de nuevos productos cada año y fabrica millones de piezas que deben superar duras pruebas de estrés térmico y dinámico, así como de resistencia a la humedad y la niebla salina. «Nuestro ciclo de desarrollo de productos puede durar de dos a tres años», dice Davino. «Debemos satisfacer las necesidades de refrigeración de cada cliente con soluciones a medida para las rutas de ventilación, cableado y tuberías. Nuestro objetivo es optimizar el rendimiento a nivel electromagnético, fluidodinámico y estructural, al tiempo que cumplimos con un objetivo de precio adecuado para un mercado que es muy sensible a los costes», dice Davino.

Proceso estructurado basado en CAD y PLM

En Gate, la fase más crítica es la primera parte del ciclo de desarrollo del producto, cuando se definen la mayoría de directrices, plazos y costes, que luego hay que cumplir. «Los clientes nos dan muy pocas especificaciones y exigen un estudio de viabilidad y una propuesta en poco tiempo», explica Davino. «Nuestro estudio inicial se basa en la experiencia y en similitudes con diseños anteriores, de modo que podemos ofrecer al cliente un estudio de viabilidad y un coste estimado bastante precisos. Cuando el cliente hace el pedido, se firma el contrato de suministro propiamente dicho, en el que se definen el alcance del suministro, los volúmenes, los plazos y otros aspectos».

A continuación, el proceso pasa a la segunda fase, la más importante, que incluye tareas de validación del diseño para definir objetos, dibujar piezas, desarrollar moldes y geometrías y poner en marcha pruebas precisas para validar distintas piezas. «Este proceso se aplica a componentes electrónicos, materiales plásticos, objetos con formas complejas y piezas electromagnéticas», añade Davino. «Utilizamos un proceso iterativo de diseño de pruebas para lograr un refinamiento avanzado. Cuando el producto cumple los requisitos del cliente, también se validan varias muestras a bordo del vehículo real. Por último, se publican los documentos de fabricación, que activan la secuencia de proveedores, líneas de producción e industrialización que da lugar a la producción del objeto real, hasta la entrega final al cliente».

El proceso descrito requiere una gestión eficaz de los cambios (con costes diferentes según la fase del ciclo de vida en la que se ejecuten) y un seguimiento completo de cada pieza, incluida la capacidad de remontarse al lote de producción específico en caso de problemas en el vehículo. Por ello, Gate no puede prescindir de las tecnologías de diseño asistido por ordenador (CAD) y gestión del ciclo de vida del producto (PLM).

Después de su experiencia inicial con CAD 2D, la empresa recurrió al 3D, y adoptó el software NX™ de Siemens Digital Industries Software. La empresa eligió esta solución CAD basándose en la experiencia de Pratt & Whitney y McDonnell Douglas, que, por aquel entonces, formaban parte del mismo grupo industrial que Gate. Después de volver a formar al personal de 2D a 3D y convertir la base de datos 2D heredada, Gate amplió la tecnología de la información (IT) al taller mecánico, e introdujo una de las primeras instalaciones de fabricación asistida por ordenador (CAM) en Italia, con un módulo que todavía se usa en la actualidad. «Lo que es más importante: construimos una estructura básica de flujo de trabajo con tres niveles de autorización, con el fin de gestionar y realizar un seguimiento de los cambios, así como para crear un proceso de autorización, control, verificación y aprobación de archivos, compatible con el sistema de certificación», recuerda Davino.

Una nueva fase comenzó en 2001, cuando Gate decidió publicar todos los documentos únicamente en formato electrónico, para que todas las empresas del grupo en todo el mundo pudieran acceder a ellos fácilmente. «Con un sistema tan extenso y diversificado, que utiliza diferentes paquetes CAD para satisfacer los requisitos de muchos OEMs de automoción, así como software CAM, flujos de trabajo y archivos distribuidos en formato electrónico, necesitábamos un salto de calidad en la gestión de datos basada en PLM», afirma Davino. «Esperamos hasta que Teamcenter estuviera disponible porque en Teamcenter encontramos una solución a todas nuestras necesidades: compatibilidad con diferentes paquetes CAD (con intercambio de archivos), excelentes flujos de trabajo, códigos internacionales y locales para vincular los productos a la planificación de recursos empresariales (ERP), publicación de imágenes de productos en formato PDF y mucho más».

Teamcenter en el centro de la empresa

El software Teamcenter®, también de Siemens Digital Industries Software, se ha implementado en muchas ocasiones dentro de Gate. Además de la gestión de cambios, esta solución se ha ampliado a la redacción, incluidas las notificaciones para aprobar expedientes, así como para hacer accesible la información de los expedientes mediante funciones de publicación automatizada. Al mismo tiempo, se estandarizaron los procedimientos de orden de cambio de ingeniería (ECO) y se reorganizó toda la estructura de la base de datos.

Davino prosigue: «Si además vinculamos las listas de materiales (BOMs) al sistema, obtenemos una BOM de ingeniería, que se convierte en la primera ficha del sistema ERP que genera la factura del proceso. También hemos implementado la gestión de hojas de datos y componentes estandarizados, y hemos aplicado reglas de clasificación y estandarización de componentes mecánicos y estándar. Por último, como podemos gestionar los materiales aprovechando una estructura de datos completa, cada material es en realidad un elemento de la BOM, que es absolutamente completa».

Gate ha personalizado la gestión de carpetas en Teamcenter para poder recopilar en el sistema todos los documentos técnicos, no solo los archivos de ingeniería. Las certificaciones, los informes de pruebas y las revisiones de diseño pasan ahora a Teamcenter como un único repositorio que se utilizará para dos fines: el desarrollo de proyectos y el desarrollo de productos. «Otra ventaja es que cada documento no se publica varias veces, sino que simplemente se asocia a uno o varios proyectos».

Hace varios años surgieron nuevas necesidades en el ámbito de la gestión de requisitos. Fue el resultado de un proyecto impulsado y patrocinado por la industria electrónica, concretamente por el consorcio Spice. «La gestión de requisitos es esencial para la gestión de proyectos, así que introdujimos la funcionalidad de gestión de requisitos de Teamcenter y, al mismo tiempo, integramos en el sistema los primeros pasos del diseño electrónico. Con NX PCB Exchange, intercambiamos datos entre electrónica y CAD, importamos componentes electrónicos, funciones de la PCB (placa de circuito impreso), zonas libres para el montaje de componentes... todo tipo de información útil para los diseñadores mecatrónicos».

Otro aspecto de la implementación de Teamcenter por parte de la empresa está relacionado con la gestión de muestras, basada en la petición específica de un cliente de gestionar los cambios durante la fase de desarrollo, en lugar de solo durante la posproducción, para tener un flujo controlado incluso en la fase de validación del diseño. «Las notificaciones y modificaciones de la BOM no empiezan al final del diseño, sino al principio, justo después de la orden interna que genera la estructura del código», explica Davino. «De este modo, estamos empezando a organizar la base de datos para llevar también la BOM de proceso a Teamcenter. Nuestros departamentos de industrialización, logística y administración se están convirtiendo en usuarios completos de Teamcenter, capaces de generar y verificar BOMs que fluirán en el ciclo de producción».

Mejora continua en PLM

Con la gestión de muestras, Gate amplió el uso de Teamcenter más allá del ámbito de la ingeniería. Actualmente, de los 250 empleados en Italia, hay aproximadamente 180 usuarios de Teamcenter en Gate, mientras que la cifra se acerca a los 250 a escala mundial. Próximamente, Gate completará la gestión de la BOM para el embalaje, de modo que el sistema ERP se alimentará con la BOM final, limpia y lista para su importación. En ese momento, todo el proceso estará dirigido por IT, desde los códigos generados dentro de Teamcenter y gestionados en su totalidad con Teamcenter hasta el punto en que la información pasa a ERP.

«También tenemos más proyectos en marcha», añade Davino. «Estamos transfiriendo toda la documentación de OrCAD a Teamcenter; OrCAD es el software que utilizamos para dibujar esquemas eléctricos y para la simulación funcional y definición de tarjetas electrónicas. De esta manera, lograremos una integración total con la mecatrónica, incluidos no solo el diseño y la BOM, sino también todos los documentos electrónicos. Otro avance ampliará la gestión de requisitos a las tareas de diseño, por lo que dejaremos de utilizar Teamcenter únicamente para el software electrónico. Actualmente, cada diseñador tiene un método personal para gestionar las especificaciones, pero necesitamos un método debidamente regulado para gestionar los requisitos de todo el sistema».

Después, la empresa se plantea utilizar Teamcenter para la gestión de proyectos. «Una vez que hayamos implementado la gestión de requisitos del sistema por un lado y la gestión de muestras por el otro, podremos fusionar estos dos mundos para crear una única secuencia de flujos de trabajo vinculada a Teamcenter», dice Davino. «La funcionalidad de gestión de proyectos en Teamcenter introduce el parámetro de tiempo, que aún no hemos implementado a pesar de que el tiempo es un factor clave. Definiremos un calendario para este nuevo proyecto. Una cosa es segura: Teamcenter es un software excelente y estamos muy satisfechos. Especialmente en la industria de la automoción, Teamcenter es muy popular, porque puede integrarse y gestionar eficazmente otras soluciones CAD».