martes, 29 de noviembre de 2011

SISTEMAS CAE



Bajo el nombre de ingeniería asistida por computador (Computer Aided Engineering) se agrupan habitualmente tópicos tales como los del CAD y la creación automatizada de dibujos y documentación. Es necesario pasar la geometría creada en el entorno CAD al sistema CAE. En el caso en que los dos sistemas no estén integrados, ello se lleva a término mediante la conversión a un formato común de intercambio de información gráfica.
Sin embargo, el concepto de CAE, asociado a la concepción de un producto y a las etapas de investigación y diseño previas a su fabricación, sobre todo cuando esta última es asistida o controlada mediante computador, se extiende cada vez más hasta incluir progresivamente a la propia fabricación. Podemos decir, por tanto, que la CAE es un proceso integrado que incluye todas las funciones de la ingeniería que van desde el diseño propiamente dicho hasta la fabricación. 

Antes de la aparición de los paquetes de diseño, los diseñadores solo contaban con su ingenio y un buen equipo de delineantes que transportaban al papel sus ideas con un cierto rigor. Es quizás, por este motivo, por el que los primeros paquetes de diseño surgieron como réplica a estos buenos dibujantes, con la ventaja de la facilidad de uso, edición y rapidez. 
Conforme el hardware evolucionaba y disminuían los costes de los equipos, los programas eran más rápidos y las bases de datos de mayor tamaño, fue apareciendo un fenómeno de insatisfacción en los usuarios, un buen programa de dibujo no bastaba, era necesario un sistema que diseñara el producto desde el principio (boceto) hasta el final (pieza terminada), siguiendo unas reglas de diseño. 

Para realizar la ingeniería asistida por computador (CAE), se dispone de programas que permiten calcular cómo va a comportarse la pieza en la realidad, en aspectos tan diversos como deformaciones, resistencias, características térmicas, vibraciones, etc.
Usualmente se trabaja con el método de los elementos finitos, siendo necesario mallar la pieza en pequeños elementos y el cálculo que se lleva a término sirve para determinar las interacciones entre estos elementos. 

Mediante este método, por ejemplo, se podrá determinar qué grosor de material es necesario para resistir cargas de impacto especificadas en normas, o bien conservando un grosor, analizar el comportamiento de materiales con distinto límite de rotura. Otra aplicación importante de estos sistemas en el diseño de moldes es la simulación del llenado del molde a partir de unas dimensiones de éste dadas, y el análisis del gradiente de temperaturas durante el llenado del mismo.

En resumen, los sistemas CAE nos proporcionan numerosas ventajas:

-Facilidad, comodidad y mayor sencillez en la etapa de diseño. 
-Rapidez, exactitud y uniformidad en la fabricación. 
-Alto porcentaje de éxito. 
-Eliminación de la necesidad de prototipos. 

SISTEMAS CAM



La ingeniería CAM hace referencia concretamente a aquellos sistemas informáticos que ayudan a generar los programas de Control Numérico necesarios para fabricar las piezas en máquinas con CNC. A partir de la información de la geometría de la pieza, del tipo de operación deseada, de la herramienta escogida y de las condiciones de corte definidas, el sistema calcula las trayectorias de la herramienta para conseguir el mecanizado correcto, y a través de un postprocesado genera los correspondientes programas de CN con la codificación especifica del CNC donde se ejecutarán. 

En general, la información geométrica de la pieza proviene de un sistema CAD, que puede estar o no integrado con el sistema CAM . Si no está integrado, dicha información geométrica se pasa a través de un formato común de intercambio gráfico. Como alternativa, algunos sistemas CAM disponen de herramientas CAD que permiten al usuario introducir directamente la geometría de la pieza, si bien en general no son tan ágiles como las herramientas de un sistema propiamente de CAD .

Algunos sistemas CAM permiten introducir la información geométrica de la pieza partiendo de una nube de puntos correspondientes a la superficie de la pieza, obtenidos mediante un proceso de digitalizado previo . La calidad de las superficies mecanizadas depende de la densidad de puntos digitalizados. Si bien este método acorta el tiempo necesario para fabricar el prototipo, en principio no permite el rediseño de la pieza inicial.
La utilización más inmediata del CAM en un proceso de ingeniería inversa es para obtener prototipos, los cuales se utilizan básicamente para verificar la bondad de las superficies creadas cuando éstas son criticas. Desde el punto de vista de la ingeniería concurrente es posible, por ejemplo, empezar el diseño y fabricación de parte del molde simultáneamente al diseño de la pieza que se quiere obtener con el molde, partiendo de la superficie externa de la pieza mientras aún se está diseñando la parte interna de la misma.


Bibliografia:

SISTEMAS CAD



CAD es el acrónimo inglés de Computer Aided Design, y significa Diseño Asistido por Computador. La tecnología CAD se dirige a los centros técnicos y de diseño de una amplia gama de empresas: sector metalmecánico, ingeniería electrónica, sector textil y otros.El uso de la tecnología CAD supone para el diseñador un cambio en el medio de plasmar los diseños industriales: antes se utilizaba un lápiz, un papel y un tablero de dibujo. 
Con el CAD, dispone de un ratón, un teclado y una pantalla de ordenador donde observar el diseño. Así, un computador, al que se le incorpora un programa de CAD, le permite crear, manipular y representar productos en dos y tres dimensiones. Esta revolución en el campo del diseño ha venido de la mano de la revolución informática.





Las mejoras que se alcanzan son: 

- Mejora en la representación gráfica del objeto diseñado: con el CAD el modelo puede aparecer en la pantalla como una imagen realista, en movimiento, y observable desde distintos puntos de vista. Cuando se desee, un dispositivo de impresión (plotter) proporciona una copia en papel de una vista del modelo geométrico.
- Mejora en el proceso de diseño: se pueden visualizar detalles del modelo, comprobar colisiones entre piezas, interrogar sobre distancias, pesos, inercias, etc. En conclusión, se optimiza el proceso de creación de un nuevo producto reduciendo costes, ganando calidad y disminuyendo el tiempo de diseño.

En resumen, se consigue una mayor productividad en el trazado de planos, integración con otras etapas del diseño, mayor flexibilidad, mayor facilidad de modificación del diseño, ayuda a la estandarización, disminución de revisiones y mayor control del proceso de diseño.Además de la verificación de las superficies, un programa CAD avanzado permite trazar superficies paralelas a las creadas, por ejemplo generando la piel interna de la pieza a partir de la piel externa en el caso de piezas con un espesor uniforme conocido y debe tener los elementos necesarios para conseguir realizar sobre el modelo CAD todas las actividades de ingeniería de diseño necesarias (nerviado, fijaciones, centradores, elementos rigidizadores).



Bibliografia:

SISTEMAS CAD, CAE Y CAM

1. TECNOLOGÍAS CAD/CAE/CAM




1.1. CAD (Diseño asistido por computadora)

Es un sistema que permite el diseño de objetos por computadora, presentando múltiples ventajas como la interactividad y facilidad de crear nuevos diseños, la posibilidad de simular el comportamiento del modelo antes de la construcción del prototipo, modificando, si es necesario, sus parámetros; la generación de planos con todo tipo de vistas, detalles y secciones, y la posibilidad de conexión con un sistema de fabricación asistida por computadora para la mecanización automática de un prototipo.
También permite el diseño de objetos tridimensionales como diseño de piezas mecánicas, diseño de obras civiles, arquitectura, urbanismo, etc.

1.2. CAE (Ingeniería asistida por computadora)
El modelo geométrico de un producto es el elemento central dentro del concepto de la CAE y consiste en la representación del mismo en la memoria de la computadora. Todos los demás elementos de la CAE utilizan esta descripción geométrica como punto de partida. Ejemplo, el contorno de la pieza puede emplearse para determinar el paso de la herramienta al mecanizarse mediante un sistema de control numérico.

1.3. CAM (Fabricación asistida por computadora)

Es un sistema que permite usar computadoras en el proceso de control de fabricación industrial, buscando su automatización.
En un sistema moderno, la automatización abarca el proceso de transporte, almacenamiento, mecanizado o conformado, montaje y expedición del producto.

1.4. Relaciones entre CAD/CAM, CIM, CAE, CAL/CAI

Existe entre algunos científicos la tendencia a la clasificación de disciplinas de la ciencia en conjuntos disjuntos.
Éste podría ser el caso de los sistemas CAD/CAM. En cambio, la realidad es muy distinta de esas clasificaciones conceptuales. Por ejemplo, hoy en día, es difícil poder realizar procedimientos de CAD/ CAM sin apoyarse en otras disciplinas como la PIS (sistema de información gráfica), la CAS (simulación asistida por computadora), la computación gráfica, los diseños de sólidos en tres dimensiones (3D para el área de los CAD), los FIVIS (sistemas de fabricación flexibles), el control numérico (NC), el FA (automatización total) o el AM (fabricación autónoma) para el área del CAM. Sin embargo, siguiendo esa normativa, ya aceptada, se pretende analizar diferentes sistemas ayudados por computadora, necesarios para poder desarrollar CAD/CAM, CIM, CAE, CAL/CAI, dividiendo sus disciplinas de soporte en áreas concretas.

1.5. 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.

1.6. 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. 

II. APLICACIONES GENERALES DE LOS SISTEMAS CAD/CAE/CAM

APLICACIONES CADICAM EN CAMPOS ESPECÍFICOS

2.1. Diseño de circuitos integrados

El auge y avance en la microelectrónica está íntimamente ligado al CAD, donde el paso más importante es el diseño y la experimentación.
El CAD colabora no sólo en el diseño, sino en el mejoramiento continuo del proceso de fabricación, donde interviene reduciendo horas-hombres y costos.
Otro aspecto importante del CAD es la verificación de los circuitos integrados diseñados y fabricados cuya complejidad aumenta constantemente, donde podemos resumir que: 
Se logra la obtención de circuitos con las características deseadas.
•Asegura la completa ausencia de errores.
•Minimiza el tiempo de diseño.
•Disminución de costos.
•Sincronización con la tecnología existente. 

2.2. Diseño de circuitos electrónicos

Las constantes innovaciones tecnológicas procesan la reducción de la vida útil de los productos electrónicos, por lo que el fabricante debe enfrentarse al reto de producir productos cada vez más complejos en el menor tiempo y con bajo costo posible. Esto se puede lograr gracias a la ayuda de la computadora, tanto en la creación y diseño como en la automatización de la producción.



En todo este proceso, desde el diseño hasta la fabricación, se encuentran realizados los sistemas CADI CAM/CAE, la finalidad del CAE es ayudar al ingeniero de diseño en todas las etapas del desarrollo del producto, englobando los conceptos CAD/CAM/CAE.
El proceso de desarrollo de un producto se reduce drásticamente, agilizando y anulando toda posibilidad de cometer errores. Lo que antes era necesario desarrollar en físico un prototipo, ahora ya no lo es, hasta se puede comprobar la funcionalidad mediante una simulación.

2.3. Industria Aeronáutica

Una de las primeras industrias en asimilar las técnicas y tecnologías que ofrece el CAD/CAM es sin duda la aeronáutica, la que precisa de una ingeniería compleja, métodos de fabricación exactos y altas inversiones.
La industria aeronáutica es una de las más receptivas de la tecnología CAD/CAM, sobre todo en la aplicación para los proyectos aerospaciales, donde se requiere el desarrollo de superficies complejas,

Hoy en día es prácticamente impensable desarrollar un proyecto de avión, sin la utilización de las importantísimas técnicas CAD/CAM.
Puede decirse que la industria Aerospacial ha sido una de las pioneras en el empleo de las técnicas y tecnologías que hoy englobamos bajo las siglas CAD/CAM, a cuyo desarrollo ha contribuido de forma muy activa. Una de las herramientas adoptadas sin vacilaciones por la industria aeronáutica, y quizá la más significativa de los últimos 35 años, ha sido la computadora, cuya contribución a la realización de trabajos de ingeniería representó, en su día, un salto cuantitativo y cualitativo al menos un orden de magnitud superior respecto a los procedimientos que subsistía.

2.4. Industria del automóvil

Si bien es cierto que la tecnología CAD/CAM es aplicable a todas las industrias, no es menos cierto que la industria automotriz necesita de manera imperativa la aplicación de esta tecnología, dadas sus características de gran variedad de productos, alto volumen de producción, su competitividad y su agresividad para llegar al usuario final en las mejores condiciones de calidad y precio.

La industria automotriz hace de la utilización del CAD/CAM una de sus principales herramientas debido a que tiene que afrontar: 
•Altísima competitividad.
•Demanda creciente en calidad y precios.
•Gran variabilidad de modelos.
•Atender la alta demanda de repuestos.
•Escaso tiempo para introducir modificaciones sustanciales en modelos y componentes. 

2.5. Industria posada

La industria pesada se caracteriza por producir equipos de grandes dimensiones y grandes pesos, complejos y en cantidades reducidas, y muchos son productos unitarios y no repetitivos.

En atención a las características mencionadas se hace imprescindible el uso de la tecnología CAD, si se quiere reducir drásticamente el tiempo de diseño y el costo de producción de un prototipo en el que se puedan efectuar pruebas de suficiencia.
La reducción del ciclo de vida de muchos productos hace que cada vez se disponga de menos tiempo para el desarrollo de los mismos, complicando el hecho de su complejidad creciente, las exigencias de calidad y las garantías exigibles de seguridad.
Al producir bienes en cantidades pequeñas o unitarias se hace impensable el tener que construir un prototipo. Las técnicas de CAD pueden aplicarse en las diferentes fases de desarrollo de un equipo pesado.

2.6. Diseño Industrial

Las políticas industriales en los países desarrollados del mundo inciden mucho en la tecnología y el diseño industrial. Ambos conceptos influyen grandemente en la industria en general, pues hacen que el producto final se acerque cada vez más a las exigencias del usuario, llegando al mercado en las mejores condiciones de calidad y precio y sobre todo en el momento oportuno, lo que hace que la industria crezca en competitividad.
El diseño es una actividad que se proyecta conceptualmente hacia la solución de problemas que plantea al ser humano en su adaptación al medio ambiente en la satisfacción de sus necesidades.El diseño utiliza recursos disponibles en cada situación, estos recursos son la tecnología CAD/CAM/CAE.

2.7. Ingeniería Civil

Existen numerosas aplicaciones en la Ingeniería Civil, pero donde alcanza mayor importancia es en el diseño estructural y en el análisis del cálculo.
Es difícil englobar en un solo contexto los numerosos campos de conocimientos que se suelen incluir en esta rama técnica, por lo que basaremos la exposición en el diseño estructural, con breves descripciones y posibles aplicaciones a otras áreas (ingeniería de tráfico, ingeniería ambiental). Uno de los problemas pendientes en el diseño en Ingeniería Civil es el correspondiente a la optimización automatizada.

La aplicación del CAD a problemas de la Ingeniería Civil está hoy en día ampliamente extendida. Es evidente que, en la situación actual de la técnica, este desarrollo puede preverse rápidamente y en poco tiempo nos encontraremos en disposición de utilizar técnicas automáticas para sustituir el tiempo del proyectista, el que podrá ser empleado en aquello que nunca se automatizará: el libre ejercicio de la imaginación creadora.

2.8. Diseño arquitectónico

El trabajo del arquitecto se funda, en especial, en el proyecto dentro de un abanico muy amplio de posibilidades, tanto en el ámbito de su aplicación (arquitectura, urbanismo, diseño, etc.) como por las ciencias en las que se apoya (geometría, sicología, historia, física, derecho, etc,).

La realidad es muy compleja por la gran variedad de posibilidades constructivas y provoca constantes reajustes del proyecto. Sin embargo, la creciente complejidad en la tecnología de la construcción hace que dentro de un proyecto arquitectónico subsistan varios subproyectos tecnológicos. El CAD permite, entonces, al profesional una concepción geométrica, un contenido constructivo y la elaboración de la documentación (planos) acorde a la necesidad del proyecto objetivo.


BIBLIOGRAFÍA:
http://sisbib.unmsm.edu.pe/bibvirtual/publicaciones/indata/v02_n1/produccion.htm
http://html.rincondelvago.com/sistemas-cadcamcae.html
http://es.scribd.com/doc/17754860/Sistema-CAD
http://www.cmicslp.org/Sistema%20CADCAM.htm

miércoles, 9 de noviembre de 2011

ELEMENTOS DEL PROCESO DE PLANEACIÓN TECNOLÓGICA



La planeación tecnológica tiene como objetivo incorporar el uso de la tecnología en el desarrollo estratégico de la organización, para ampliar, consolidar o sostener su competitividad.

Es frecuente identificar 3 perspectivas en cuanto al papel de la tecnología en las organizaciones:


El proceso de la planeación tecnológica se inicia con la identificación de las tecnologías clave en cada proceso de la cadena de valor, clasificándolas de acuerdo con criterios específicos y buscando sus comunalidades.

Cuatro preguntas básicas:

1.- ¿Cuál es la base para competir?
2.- ¿Cuáles tecnologías deben dominarse para competir?
3.- ¿Qué tan competitiva es la organización en estas tecnologías?
4.- ¿Cuál es la estrategia tecnológica de la organización?

MODELOS DE PLANEACIÓN TECNOLÓGICA

Modelo 1: de planeación tecnológica
Criterio de recuperación de inversión


En la posición de este modelo en la oportunidad de una organización, una identificación de necesidades de mercado conlleva a la búsqueda de tecnologías para su apoyo, la configuración de un portfolio tecnológico y el desarrollo de un plan conformado por diversos proyectos tecnológicos que reciben el tratamiento de proyectos de inversión.


Modelo 2: de planeación tecnológica
Criterio de competitividad

La perspectiva que considera a la tecnología como una competencia de la organización para enfrentar un ambiente altamente competitivo, implica la integración del concepto tecnológico a la estrategia de la organización, ya que tiene efectos competitivos directos. Los impactos son diversos debido a que:

1.- Las decisiones sobre tecnología son de naturaleza estratégica.
2.- Afecta directamente la posición competitiva.
3.- La tecnología compite por recursos al interior de la organización.
4.- Es factor de integración de las funciones de la organización.

Para operar en el ambiente global, estas razones fundamentan la necesidad de incorporar la dimensión tecnológica al proceso de planeación estratégica. Este modelo basado en competencias conlleva un proceso de planeación tecnológica estructurado en etapas básicas:



Etapas de la estrategia tecnológica:
  1. Formulación
  2. Instrumentación
  3. Evaluación 





lunes, 7 de noviembre de 2011

PLANEACIÓN TECNOLÓGICA


“La planeación tecnológica debe ajustarse y 
no alejarse del plan de negocios de la organización “


La Planeación Tecnológica es -en sí misma- un asunto estratégico, pero muchas empresas no siempre lo visualizan de esta manera.

No pocos directivos piensan que la planeación de la tecnología viene después de que la estrategia del negocio ya fue definida y, en casi todos estos casos, sus "estrategias tecnológicas" se limitan decidir si compran la tecnología que creen que necesitan o si mejor la desarrollan ellas mismas.

Las empresas que manejan la tecnología como algo de veras ESTRATEGICO, se distinguen de las demás en varios aspectos:

  • Tienen muy claro y valoran el IMPACTO de la tecnología en su competitividad.
  • Saben que deben aprovechar el POTENCIAL de su tecnología actual para no perder la ventaja que tienen sobre sus competidores.
  • Conocen bien en qué son tecnológicamente COMPETENTES y en dónde no lo son.
  • Tienen a ALGUIEN al cuidado cotidiano de los asuntos tecnológicos y que también participa de manera directa en la toma de las decisiones estratégicas.

IMPORTANCIA DE LA PLANEACIÓN TECNOLÓGICA

Es digno de resaltar que cuando una empresa busca mantenerse dentro de parámetros competitivos debe echar mano de elementos cercanos a la tecnología de punta, lo cual lleva intrínseca la necesidad de efectuar una plantación previa lo cual implique una coordinación entre lo existente en la empresa y los objetivos que se desean cumplir, evitando así la reducción de espacios laborales.

Philip Rousell, en su caracterización de las generaciones de la investigación y desarrollo, es muy claro al plantear que las empresas que excluyen a la tecnología del contexto estratégico incurren en dos errores claves, a veces de manera simultánea.

  • Sus planes tecnológicos se reducen a un conjunto desarticulado de proyectos que, las más de las veces, buscan corregir problemas operativos que inciden poco en la estrategia global.
  • Se dejan de plantear y ejecutar proyectos tecnológicos de mayor impacto estratégico porque las áreas "cliente" (producción, comercial, etc.) ignoran el potencial que ofrece un mejor manejo de la tecnología.


DIAGRAMA PLANEACIÓN TECNOLÓGICA






Para la formulación de la estrategia tecnológica, el gerente de tecnología requiere aplicar dos de sus seis facetas clave: la identificación y evaluación de oportunidades tecnológicas, y el análisis de la obsolescencia y del reemplazo de las tecnologías actuales.

En ambos casos debe dotarse de las herramientas más completas y confiables que estén a su alcance (sistemas de información y monitoreo, métodos para diagnóstico y pronóstico, así como para la evaluación de opciones y el manejo de escenarios), además de un suficiente conocimiento del negocio (derivado de su interacción frecuente e intensa con otras áreas) y, por último, de un juicio acertado y fríamente calculador.




Su segunda tarea clave involucrada en la planeación estratégica de la tecnología es la formulación de los planes de acción que garanticen la instrumentación de la estrategia seleccionada.

Dichos planes se relacionan, al menos, con los siguientes aspectos:

  • El portafolio de proyectos tecnológicos que permitan concretar los resultados necesarios para instrumentar la estrategia en forma efectiva, definidos con todo detalle.
  • La procuración y la formación del capital humano necesario para desarrollar el portafolio de proyectos.
  • La estrategia de recursos tecnológicos que garantice la ejecución de los proyectos del portafolio en tiempo, costo, calidad y éxito esperados.
  • La organización que mejor facilite la interacción de quienes tienen a su cargo las distintas tareas asociadas a la ejecución, seguimiento, evaluación, soporte y control de los proyectos del portafolio, así como la incorporación de sus resultados a la operación actual del negocio.


PROCESO DE PLANEACIÓN TECNOLÓGICA

Los procesos de gestión de tecnología, que corresponden a cada función, se agrupan en los siguientes encabezados:

  • Vigilancia de tecnologías.
  • Planeación de tecnología.
  • Habilitación de tecnologías y recursos
  • Protección del patrimonio tecnológico de la organización.
  • Implantación de la innovación.



Bibliografía: