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Equation Chapter 1 Section 1 Proyecto Fin de Carrera Ingeniería Aeronáutica Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer. Autor: Francisco Gómez Lucena Tutor: Ignacio Eguía Salinas Dep. de Organización Industrial y Gestión de Empresas I Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2016
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Equation Chapter 1 Section 1
Proyecto Fin de Carrera
Ingeniería Aeronáutica
Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA
Composer.
Autor: Francisco Gómez Lucena
Tutor: Ignacio Eguía Salinas
Dep. de Organización Industrial y Gestión de Empresas I
Escuela Técnica Superior de Ingeniería
Universidad de Sevilla
Sevilla, 2016
iii
Proyecto Fin de Carrera
Ingeniería Aeronáutica
Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA
Composer.
Autor:
Francisco Gómez Lucena
Tutor:
Ignacio Eguía Salinas
Profesor titular
Dep. de Organización Industrial y Gestión de Empresas I
Escuela Técnica Superior de Ingeniería
Universidad de Sevilla
Sevilla, 2016
v
Proyecto Fin de Carrera: Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
Autor: Francisco Gómez Lucena
Tutor: Ignacio Eguía Salinas
El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros:
Presidente:
Vocales:
Secretario:
Acuerdan otorgarle la calificación de:
Sevilla, 2016
El Secretario del Tribunal
vii
A mi familia
A mis maestros
ix
Agradecimientos
Todo esto es resultado de un largo camino en la Escuela de Ingenieros de Sevilla, este camino no hubiera sido
posible recorrerlo sin el apoyo de muchas personas.
Quiero agradecer, en primer lugar, a mis padres y mi hermano todo el sustento durante esos momentos de
duda, que no fueron pocos.
Seguir con mi más sincero agradecimiento al resto de mi familia y amigos. Sin ellos, esta cuesta arriba hubiera
sido mucho más empinada.
Y por último y no por ello, menos importante, a todos mis profesores y compañeros. La profesionalidad de los
primeros y el compañerismo de los segundos, hizo que ahora me sienta muy orgulloso y afortunado de haber
escogido este campo de la Ingeniería, la aeronáutica, y de pertenecer a una promoción de alumnos excelentes.
xi
Resumen
En el siguiente proyecto se aborda el problema de la Gestión del Ciclo de Vida del Producto en la fase de
Servicios. En esta fase el producto ya está diseñado y fabricándose, los medios para dicha fabricación son lo
que se revisan en este documento.
El producto escogido, en este caso, es un tren de aterrizaje muy similar al que nos podríamos encontrar en un
avión militar de transporte. Este tren ha sido diseñado con el software CATIA en un trabajo anterior a este
proyecto.
Más concretamente, el ámbito de estudio será la generación de documentación técnica para el montaje del tren
a partir de sus piezas elementales por separado. Para ello, se usa el software 3DVIA Composer que por ser del
mismo fabricante de CATIA (Dassault Systèmes) la compatibilidad al exportar de uno a otro está asegurada.
El objetivo final es la obtención de Instrucción de Trabajo (IT) a partir de la compilación de Ilustraciones
Técnicas.
xiii
Índice
Agradecimientos ix
Resumen xi
Índice xiii
Índice de Tablas xvi
Índice de Figuras xviii
1 Introducción 1 1.1 Introducción PLM 1 1.2 Antecedentes históricos 2
1.2.1 Antecedentes del Software de Gestión 2 1.2.2 Primera Etapa: La Gestión Informatizada de las Listas de Materiales (BOM) 2 1.2.3 La Gestión de Necesidades de Material: El MRP 3 1.2.4 El MRP a Ciclo Cerrado: La Gestión de Cargas y Capacidades. 4 1.2.5 El MRP II: La Gestión de Recursos de Fabricación 5 1.2.6 ERP: Planificación de Recursos de Empresas 6 1.2.7 SCM: La Gestión de la Cadena de Suministros. 6 1.2.8 El Reto Actual: PLM 7
1.3 Objetivos 9 1.4 Estructura de la memoria 9
2 Ciclo de Vida y PLM 11 2.1 ¿Qué es PLM? 11
2.1.1 Objetivos a Alto Nivel del PLM 11 2.1.2 Actividades del PLM 12 2.1.3 Fases genéricas del Ciclo de Vida de un Producto 12
2.2 ¿Por qué utilizar PLM? 13 2.2.1 No hay Alternativa. 13 2.2.2 El complejo entorno de los Productos 14 2.2.3 Beneficios 15
3 PLM en el Sector Aeronáutico 19 3.1 Introducción al concepto iDMU 19 3.2 Contexto y antecedentes del Proyecto CALIPSOneo 20 3.3 Estructura del proyecto CALIPSOneo 21 3.4 Arquitectura funcional del proyecto CALIPSOneo 21 3.5 Metodología de Trabajo en CALIPSOneo 23 3.6 Resultados del proyecto CALIPSOneo 25
4 Creación de IT de montaje aeronáutico 27 4.1 Entorno del Problema 27 4.2 Estado del Arte y Problema Industrial 29 4.3 Solución Propuesta 30 4.4 Proyectos Realizados 31
4.4.1 Proyecto SUN – Sistema de ayUda al moNtaje 31
4.4.2 Proyecto SAMBA-Laser – Sistema de Ayuda al Montaje BAsado en Laser. 32 4.4.3 Proyecto MOON – assembly Oriented authoring AugmeNted reality. 33 4.4.4 Proyecto MARS – automated shop-flooR documentation updating System. 34
5 La Herramienta 3DVIA COMPOSER 35 5.1 Introducción 35 5.2 3DVIA 35 5.3 Conceptos básicos 3DVIA Composer 36 5.4 Otros programas en el Mercado similares a 3Dvia Composer 42
6 Aplicación Práctica 44 6.1 El Modelo 44
6.1.1 Funcionamiento 44 6.1.2 Descripción de Partes 46
6.2 Creación de Ilustraciones Técnicas 48 6.2.1 Introducción 48 6.2.2 Importar y abrir modelo. 48 6.2.3 Posicionar el modelo en la ventana de navegación 49 6.2.4 Renderizado 52 6.2.5 Incluir anotaciones y elementos de detalle 53 6.2.6 Asignación de IDs y generación de Callouts y BOM 57 6.2.7 Crear publicación técnica 65
6.3 Incorporación de Ilustraciones a la plantilla de Instrucción de Trabajo 68 6.4 Compilación de animaciones 71
6.4.1 Introducción 71 6.4.2 Animación de montaje 72
6.5 Publicación 74 6.6 Exportar una ilustración técnica 74
7 Conclusiones y Posibilidades futuras 76
Referencias 79
Glosario 81
xv
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 2-1. Problemas durante el ciclo de vida 14
Tabla 2-2. Beneficios del PLM por fases 15
Tabla 2-3. Áreas donde se mejora con PLM 16
Tabla 2-4. Mejoras del PLM traducidas en incremento de ingresos y reducción de costes 17
Tabla 5-1. Opciones herramienta selección de elementos 41
xvii
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1-1. Diagrama de definición del MRP ........................................................... 3
Figura 1-2. MRP a ciclo cerrado ................................................................................ 5
Figura 1-3. MRP crecimiento concéntrico ................................................................ 7
Figura 2-1. 5 fases genéricas del ciclo de vida de un producto ................................ 11
Figura 2-2. El producto es centro del entorno del PLM ........................................... 13
Figura 3-1. Arquitectura funcional del proyecto ....................................................... 22
Figura 3-2. Transformaciones desde Requerimientos a Análisis ............................ 23
Figura 3-3: Diagrama de Actividad ........................................................................... 24
Figura 3-4. Ejemplo de estructuras de PPR ............................................................... 26
Figura 4-1. La ingeniería a través del muro............................................................... 28
Figura 4-2: Diseño virtual y fabricación real ............................................................ 28
Figura 4-3. Instrucción de trabajo ............................................................................. 29
Figura 4-4. Sistema SUN de ayuda al operario en zonas de difícil acceso ............. 31
Figura 4-5. Sistema SAMBA-LASER de proyección laser de información
sobre la zona de trabajo .............................................................................................. 32
Figura 4-6. Sistema MOON de ayuda al montaje de instalaciones mediante
realidad aumentada ..................................................................................................... 33
Figura 4-7. Sistema MARS de ayuda a la inserción de ilustraciones. ..................... 34
Figura 5-1. Interfaz de usuario ................................................................................... 36
Figura 5-2. Elementos fundamentales ventana modelo 3D...................................... 37
Figura 5-3 Barra de acceso rápido ............................................................................. 37
Figura 5-4. Pestañas Barras de herramientas ............................................................. 37
Figura 5-5. Opciones ventana Workshops ................................................................ 38
Figura 5-6. Ventana Properties ................................................................................... 38
Figura 5-7. Ventana WINDOW barra herramientas Show/Hide ............................. 39
Figura 5-8. Opciones fijar/mover ventanas ............................................................... 39
Figura 5-9. Movimientos básicos ratón manipulación modelo ................................ 40
Figura 5-10. Herramientas de navegación ................................................................. 40
Figura 5-11. Opciones selección de elementos ......................................................... 41
Figura 5-12. Cortona 3D RapidManual ..................................................................... 42
Figura 5-13. Quadrispace ........................................................................................... 43
Figura 5-14. Autodesk Inventor Publisher ................................................................ 43
Figura 6-1. Descripción del modelo ........................................................................... 46
Figura 6-2. Árbol del modelo ..................................................................................... 47
xix
Figura 6-3. Abrir modelo ........................................................................................... 48
Figura 6-4. Árbol de ensamblaje. .............................................................................. 49
Figura 6-5. Align Camera .......................................................................................... 50
Figura 6-6. Árbol de ensamblaje. .............................................................................. 50
Figura 6-7. Barra de herramientas TRANSFORM (Explosionado conjunto)........ 51
Figura 6-8. Eje de coordenadas para explosionado .................................................. 51
Figura 6-9. Herramientas básicas apariencia renderizado ....................................... 52
Figura 6-10. Barra de herramientas VISIBILITY .................................................... 52
Figura 6-11. Selección de material ............................................................................ 52
Figura 6-12. Aspecto sin y con renderizado ............................................................. 53
Figura 6-13. Pestaña AUTHOR 3DVIA Composer ................................................ 53
Figura 6-14. Ventanas texto 2D ................................................................................ 53
Figura 6-15. Opciones ventana Properties ............................................................... 54
Figura 6-16. Ejemplo de vista con Labels ............................................................... 55
Figura 6-17. Excel base para multilenguaje.............................................................. 55
Figura 6-18. Meta propiedades multilenguaje ......................................................... 56
Figura 6-19. Elección de lenguaje ............................................................................ 56
Figura 6-20. Ventana WORKSHOP BOM ............................................................. 57
Figura 6-21. Ventana Properties BOM ..................................................................... 58
Figura 6-22 Ejemplo de Callouts ............................................................................... 58
Figura 6-23 Generar BOM Workshops ................................................................... 59
Figura 6-24. Botón Hide/Show tabla de lista materiales ......................................... 60
Figura 6-25. Icono seleccionar campos tabla BOM ................................................. 60
Figura 6-26. Ventana de configuración de tabla BOM ............................................ 61
Figura 6-27. Marcadores flechas/círculos/polilíneas................................................ 61
Figura 6-28. Herramientas de medición ................................................................... 61
Figura 6-29. Digger con iconos de herramientas desplegados ................................ 62
Figura 6-30. Ejemplo herramienta ONION Digger ................................................. 63
Figura 6-31. Ejemplo herramienta RAYOS X Digger ............................................ 63
Figura 6-32. Ejemplo herramienta CORTE Digger ................................................. 64
Figura 6-33. Ejemplo Lupa Digger .......................................................................... 64
Figura 6-34. Vector Image 2D .................................................................................. 65
Figura 6-35. Plantilla IT ............................................................................................ 66
Figura 6-36. Asignar variable meta-propiedades a actor collaboration .................. 67
Figura 6-37. Asignar variable meta-dato a ventana texto ........................................ 67
Figura 6-38. Ventana introducción de texto en variable meta-propiedades ........... 68
Figura 6-39. Opción IMAGE 2D en pestaña ........................................................... 68
Figura 6-40. Introducir imagen en ventana IMAGE 2D .......................................... 69
Figura 6-41. Ventana visualización modelo tras plantilla ....................................... 69
Figura 6-42. Vista final de la IT ................................................................................ 70
Figura 6-43. Línea de tiempo ..................................................................................... 71
Figura 6-44. Explosionado con el que se inicia el video de montaje ....................... 72
Figura 6-45. Primer movimiento del montaje ........................................................... 73
Figura 6-46. Utilización del digger en la animación ................................................ 73
Figura 6-47. Primer movimiento del montaje ........................................................... 74
1
1 INTRODUCCIÓN
oy en día, las empresas se ven expuestas a complejos retos para mejorar el desarrollo de sus productos:
frecuentes cambios de diseño, multitud de sistemas con datos incompatibles, normativas, etc. Se les
exige que hagan más con menos recursos, la complejidad de los productos aumenta y en cambio los
ciclos de vida se comprimen cada vez más.
Ante esta situación, las empresas deben de buscar soluciones si quieren seguir siendo competitivas. Y aquí es
donde entran en juego los sistemas PLM.
1.1 Introducción PLM
Los Sistemas PLM facilitan la gestión del ciclo de vida de productos, proyectos y otros activos, consiguiendo
que las empresas sean más competitivas. Combina tecnología, métodos y buenas prácticas empresariales para
dar solución a los problemas que surgen de los rápidos cambios de las condiciones del mercado. El PLM
fomenta el cambio dentro de la empresa, creando oportunidades de mejora de los procesos y de la
organización. Una vez implementadas, las soluciones PLM producen un impacto positivo en todos los ámbitos
de la empresa, mejorando directamente las cuentas de explotación.
El PLM permite a una empresa innovar y gestionar de manera eficaz sus productos y servicios relacionados en
todo el ciclo de vida de negocio, desde la concepción hasta el reciclaje o eliminación.
Para lograrlo, las soluciones PLM ayudan a las empresas a materializar muchas de las ventajas de la capacidad
de innovación. [15]
H
Design is not just what it looks like and feels like.
Design is how it works.
- Steve Jobs-
Introducción
2
1.2 Antecedentes históricos
1.2.1 Antecedentes del Software de Gestión
Los primeros computadores fueron fruto de grandes proyectos de desarrollo tecnológico implementados
durante la segunda guerra mundial para cubrir necesidades de cálculo militares (generación de tablas balísticas,
investigación de los procesos de fisión nuclear, etc.). Estas primeras máquinas eran demasiado caras para ser
utilizadas en la industria, pero generación tras generación de computadoras, la tecnología fue mejorando,
aumentando la velocidad y capacidad de cálculo y disminuyendo los costes como en ningún otro sector
industrial.
En la década de los 50 los ordenadores comienzan a expandirse por las universidades y ya en 1955 se crea la
asociación SHARE (Society to Help Alleviate Redundant Effort) —primer grupo de usuarios de
ordenadores— para compartir conocimientos y evitar en la medida de lo posible labores redundantes. A finales
de esta década, los ordenadores para uso industrial comienzan a utilizarse en el entorno empresarial.
A comienzos de los 60 se fundan numerosas empresas dedicadas al desarrollo de software. En esta época, la
práctica habitual es incluir el software básico gratis con la venta del hardware, teniendo que contratar
desarrollos a medida para cubrir cualquier otra necesidad. De todas formas, se empiezan a crear las primeras
librerías de utilidades, en las que se pueden conseguir ciertas aplicaciones gratuitamente.
En este caldo de cultivo, van surgiendo los primeros intentos de aplicar la tecnología a la problemática de
gestión de materiales y en 1959 Bosch desarrolla una aplicación que puede considerarse la primera
aproximación a lo que posteriormente se conoció como Material Requirement Planning (MRP) o Planificación
de Necesidades de Materiales.
El concepto de software como producto comienza a considerarse viable comercialmente y en 1967, la
compañía International Computer Programs, Inc. (ICP) crea el primer catálogo de software con 49
aplicaciones. Como fecha significativa, cabe citar que IBM anuncia que a partir del uno de enero de 1970
ciertos paquetes de software iban a comenzar a venderse por separado, dando por finalizada la era en la que el
software se consideraba un derecho ilimitado inherente a la compra del hardware [13].
1.2.2 Primera Etapa: La Gestión Informatizada de las Listas de Materiales (BOM)
Las prácticas de gestión utilizadas en los años 60, se basaban en los modelos tradicionales de punto de
pedido y lote económico de compra. La disponibilidad comercial de computadoras propició el inicio de
una nueva era del procesamiento de la información de negocios, con un impacto profundo de las nuevas
tecnologías en la dirección de operaciones. Probablemente, en ningún área ha supuesto un impacto mayor
(al menos potencialmente) que en el área de logística de fabricación, p.e.: en la gestión de inventarios y
en la planificación de la producción. Hasta la llegada de la computadora, estas funciones constituían un
problema crónico e intratable para todas aquellas empresas que se dedican a la fabricación de productos
que requieren múltiples etapas en su proceso de transformación. Las soluciones conocidas y disponibles
eran imperfectas, parciales y generalmente insatisfactorias desde el punto de vista de gestión.
Las primeras aplicaciones informáticas, hacia 1960, orientadas a la gestión de inventarios, representaron
el comienzo de la ruptura con la tradición.
La disponibilidad de computadoras, capaces de manejar un gran volumen de información a velocidades
previamente inimaginables, supuso la eliminación de las fuertes restricciones relacionadas con el
procesamiento de la información y la súbita obsolescencia de muchos métodos y técnicas desarrollados en
base a estas restricciones. Los planteamientos tradicionales en los días previos a las computadoras, no
podían ir más allá de los límites impuestos por las herramientas. Debido a esto, casi todas aquellas
técnicas eran imperfectas. Funcionaban a modo de muleta e incorporaban métodos aproximados, a
menudo basados en asunciones poco realistas, otras veces forzando la aplicación de conceptos a la
realidad para poder utilizar las técnicas.
3
El salto cualitativo en este área radica en el simple hecho de que una vez que se dispone de un ordenador,
el uso de dichos métodos y sistemas ya no es obligatorio. Es posible evitar, revisar o descartar las técnicas
previas e instaurar nuevas que hasta el momento había sido imposible utilizar. Analizando los casos de las
compañías pioneras en la gestión computerizada de inventarios (años 60), puede verse que los mejores
resultados no fueron obtenidos por aquellos que eligieron mejorar, refinar y acelerar las técnicas
existentes, sino por aquellos que plantearon una completa revisión de sus sistemas. En este contexto,
surgen los primeros sistemas que tratan la gestión de demanda dependiente, es decir, la gestión de
productos cuya descomposición implica que la cantidad demandada de un componente depende de las
cantidades demandadas de todos los productos finales en los que toma parte. Estos primeros intentos,
basados en iniciativas de empresas individuales y con las carencias propias de la falta de experiencia
previa y por lo tanto la inexistencia de metodologías estandarizadas, son catalogadas hoy en día bajo la
denominación de gestores de listas de materiales o gestores del BOM (Bill Of Materials).
En el área de gestión de inventario industrial, las innovaciones más exitosas están englobadas en lo que se
ha dado a conocer como sistemas MRP (Material Requirements Planning o Planificación de Necesidades
de Materiales). [14]
1.2.3 La Gestión de Necesidades de Material: El MRP
Joseph A. Orlicky está considerado como el padre del MRP moderno. En la figura 1-1 se muestra el
diagrama de definición del sistema MRP de su obra «MRP, The New Way of Life in Production and
Inventory Management» (1975).
Figura 1-1. Diagrama de definición del MRP
Según la definición de Orlicky, el MRP consiste en una serie de procedimientos, reglas de decisión y registros
diseñados para convertir el Programa Maestro de Producción en Necesidades Netas para cada Periodo de
Planificación. El objetivo con el que se desarrolló la metodología MRP, fue sustituir los sistemas de
información tradicionales de planificación y control de la producción. [18]
Introducción
4
Las dos hipótesis de base de los sistemas MRP son las siguientes [16]:
La planificación y el control de la producción no dependen de los procesos.
Los productos terminados son determinísticos.
Es decir, el sistema MRP está construido alrededor del BOM y su validez depende de la exactitud del
mismo. [17] Según George Plossl, uno de los padres del MRP, «el MRP calcula qué necesito, lo compara
con lo que tengo y calcula qué voy a necesitar y cuándo». Este es el verdadero avance del MRP I: por
primera vez la planificación de necesidades de materiales es capaz de dar respuesta al CUÁNDO.
Debido a las limitaciones de capacidad de cálculo de los ordenadores de la época, la metodología MRP I
asume ciertas simplificaciones. Para realizar estos cálculos, las órdenes se planifican sobre la última fecha
posible para así minimizar el stock. Este método de programación hacia atrás provoca que al no disponer
de tiempos de sobra, todas las actividades forman parte del camino crítico. Así pues, al no disponer de
margen para recuperar el tiempo perdido, cualquier retraso o problema causa inevitablemente un retraso
en la entrega al cliente. Esta limitación del sistema condujo a definir tiempos de entrega holgados para
prevenir los efectos negativos de los pequeños problemas ocasionales. [19]
1.2.4 El MRP a Ciclo Cerrado: La Gestión de Cargas y Capacidades.
Una vez asumidos los conceptos propuestos por la metodología MRP I, resulta evidente que no es sólo
necesario calcular los lanzamientos con una antelación más o menos holgada. También es necesario
calcular si se dispone de suficiente capacidad para realizar la tarea planificada. La idea básica es cerrar el
ciclo de planificación con una comparación entre la carga de trabajo propuesta para un periodo y la
capacidad productiva de los recursos involucrados en los procesos, de modo que el nuevo sistema recibió
el nombre de «MRP a ciclo cerrado». La figura 1-2 muestra un esquema del concepto. Gracias a la
introducción de los cálculos de las cargas de trabajo por máquina o por centro de trabajo, fue posible
prever con la suficiente antelación conflictos de exceso de trabajo, de modo que la planificación pasó a
ser una labor proactiva, consistente en alisar los excesos de carga de trabajo, adelantando para ello la
cantidad mínima de pedidos necesaria. El ciclo cerrado supuso un gran paso adelante en el proceso de
planificación de necesidades de materiales y de recursos.
Figura 1-2. MRP a ciclo cerrado
5
1.2.5 El MRP II: La Gestión de Recursos de Fabricación
Tras integrar compras con fabricación, el siguiente paso fue integrar la información financiera. La gestión
de materiales tiene una vertiente puramente logística, es decir, la mera necesidad de disponer del material
suficiente en el momento apropiado para realizar una tarea. Este mismo material, sin embargo, supone un
nuevo activo en el balance de la empresa y una deuda pendiente con el proveedor. Tirando del mismo hilo
lógico de razonamiento, el resultado de la planificación del taller se convierte en el trabajo realizado por
los operarios y los recursos productivos, por lo que las horas de trabajo empleadas en la transformación
de las piezas suponen un coste que puede ser directamente imputado al material en curso. Estas mismas
tareas implican la disminución de los stocks de materias primas y el aumento de productos terminados,
por lo que el capítulo de existencias de contabilidad de la empresa debe variar a medida que se procesan
las órdenes de trabajo.
Este concepto de sistema de información que integre producción inventario y finanzas, fue bautizado por
Ollie Wight como MRP II, siendo las siglas las mismas que en el caso de su antecesor (el MRP I) pero
cambiando las palabras Material Requirement Planning por Manufacturing Resource Planning. [19]
En esta familia de aplicaciones, se realizaron intentos de automatizar la toma de decisiones de modo que
los conflictos carga-capacidad fueran resueltos por el ordenador en base a una serie de criterios pre-
establecidos. Este tipo de enfoques, en los que se propugna la «toma automática de decisiones» por el
sistema, ha provocado en ocasiones el rechazo a los sistemas MRP como consecuencia de lo que se
conoce como «nerviosismo del MRP»: una excesiva sensibilidad en las acciones a emprender o modificar
ante cualquier pequeño cambio en las condiciones de contorno. [13]
Por esta razón los sistemas MRP II han estado orientados principalmente a la identificación de los
problemas de capacidad que presenta un plan de producción, fundamentalmente mediante la presentación
gráfica de la disponibilidad de recursos y el consumo planificado, de forma que el planificador pueda
llevar a cabo con facilidad las modificaciones oportunas. Para facilitar, no sólo la ejecución de medidas
correctoras, sino la evaluación conjunta de diferentes acciones y su comparación con otras alternativas,
los sistemas MRP II suelen ofrecer la posibilidad de analizar diferentes escenarios, respondiendo a
preguntas del tipo «qué pasa si...». Posteriormente, puede hacerse efectivo el plan de producción que
resulte más satisfactorio entre todos los planteados.
De todos modos, no existen grandes diferencias conceptuales entre el MRP II y el MRP a ciclo cerrado.
Más que diferencias, puede decirse que se trata de evoluciones y mejoras en aspectos como la
información tratada, las herramientas informáticas disponibles y la mayor divulgación de las buenas
prácticas empresariales. En este terreno debe mencionarse la labor de divulgación realizada por la APICS
(American Production and Inventory Control Society). Durante los años 70 y 80, esta asociación llevó a
cabo la denominada «Cruzada del MRP», con el objetivo promover el cambio de los modelos de gestión
de materiales en las empresas.
El diccionario de la APICS define el MRP II como «un método para la planificación efectiva de todos los
recursos de una compañía de fabricación». La necesidad de este tipo de herramientas se vio reforzada por
la evolución en las exigencias del mercado, debido a la creciente importancia del plazo de entrega y de la
amplitud de gama como factores competitivos. En este escenario, las compañías se vieron obligadas a
replantear sus sistemas productivos y a implantar modelos de fabricación «Just in Time». Atrás quedaba
el modelo de mejora tradicional basado en la automatización de procesos. En los años 40 y 50 entre un
40% y un 60% de los costes empresariales estaban relacionados con la mano de obra; a principios de los
90 muchas compañías se encontraron con una situación en la que los costes de materiales suponían entre
un 60% y un 70% de sus costes, mientras que el coste de mano de obra bajaba a un 10 o un 20% [19].
Introducción
6
1.2.6 ERP: Planificación de Recursos de Empresas
La creciente importancia del plazo de entrega tuvo implicaciones más allá del departamento de
producción. La departamentalización de las organizaciones supuso uno de los mayores obstáculos para
lograr el servicio y los tiempos de respuesta reclamados por los clientes. Un sistema de información
común a los diferentes departamentos de la empresa se convirtió en un requisito indispensable para dar
respuestas coordinadas.
A diferencia de la evolución de conceptos tratada hasta el momento, el salto del concepto de MRP II al
concepto de ERP no es una mera ampliación de las áreas departamentales cubiertas. Se trata de establecer
un sistema de información que funcione como columna vertebral de las decisiones tomadas en la
empresa. Según Delgado y Marín (2000), una de la principales claves para entender la expansión de los
sistemas integrados es la difusión de la cultura RP (Resource Planning) en la empresa, es decir, la cultura
de trabajo en base a una planificación de las necesidades de recursos previa y un control de la evolución
del consumo de recursos.
Otro aspecto en el que inciden las aplicaciones ERP es la gestión por procesos. En la medida que el
sistema de información es la plataforma desde la que se gestiona el proceso, el sistema de información es
también quien define cómo debe ser dicho proceso (qué información debe introducirse, que personas
deben ser informadas, qué orden lógico debe seguirse, etc.). En cierta medida, el sistema de información
puede ser la mejor herramienta para modificar un proceso y para introducir mejoras en el mismo.
Así pues, la filosofía de base de los ERP-s es la de ser el soporte de gestión de la empresa en su conjunto
y no simplemente la extensión del modelo de gestión de la producción a otros departamentos. La mejor
prueba de esto es que las aplicaciones ERP ya no sólo están destinadas a compañías en las que la
fabricación es el punto fuerte, sino que han sido implantadas en todo tipo de empresas.
1.2.7 SCM: La Gestión de la Cadena de Suministros.
Una característica destacable de la evolución empresarial en los años 90 ha sido la creciente importancia
de la externalización de las operaciones en las que la empresa no esté especializada. La aplicación de esta
filosofía a la producción ha supuesto que los proveedores hayan absorbido una parte importante de las
operaciones productivas.
Por otro lado, factores ya mencionados como el acortamiento de los plazos de entrega y la necesidad de
mantener una gama muy alta de producto (o incluso un producto individualizado para cada cliente)
también impulsan la necesidad de una coordinación cada vez mayor con clientes y proveedores,
provocando un cierto «desgaste» del término ERP. A modo de ejemplo, se puede mencionar que la
consultora Gartner Group, mediante la publicación de un artículo con un título tan descriptivo como
«ERP Is Dead - Long Live ERP II» remarcó la necesidad de adoptar sistemas de información capaces de
cubrir las necesidades de la empresa extendida mediante la gestión de las cadenas de suministro o Supply
Chain Management y por lo tanto superar el concepto que ella misma acuñó en los años 90. Gracias a las
nuevas tecnologías de la comunicación y a estándares como EDI o XML, la información fluye entre los
sistemas de información de las distintas empresas y es posible un funcionamiento coordinado y ágil. [13]
A modo de resumen, la figura 1-3 representa la evolución de los sistemas de gestión empresarial como un
crecimiento concéntrico, en el que cada nuevo concepto engloba y extiende el anterior.
7
Figura 1-3. MRP crecimiento concéntrico
1.2.8 El Reto Actual: PLM
Unas cuantas empresas empezaron a implementar el concepto PLM allá por 2001. Otras se sumaron en los
siguientes años. Muchas aún no han empezado.
Antes de 2001, las empresas no estaban familiarizadas con la gestión del producto de forma continua y
coherente a través de su ciclo de vida. Los productos estaban gestionados de una forma en las primeras etapas
de su vida. De otra distinta durante su desarrollo. A menudo, la compañía no gestionaba el producto durante su
uso, y parcialmente o totalmente perdía su control sobre él. A veces, la compañía retomaba el contacto con el
producto cuando llegaba la hora de desecharlo. Otras veces ni en esos casos.
Antes de 2001, las compañías implícitamente gestionaban los productos a lo largo de su ciclo de vida. Pero
estas no lo gestionaban con flujo continuo, ni siquiera conceptualmente, de forma explícita. Por el contrario,
las empresas, por aquel entonces, tenían separación interdepartamental. No había comunicación entre
Marketing, Producción, Calidad o I+D.
Quizás, antes de 2001, las compañías no gestionaban el producto tan bien como podrían haberlo hecho, pero,
por supuesto, de algún modo lo gestionaban. Algunos managers aseguraban que los productos eran vendidos,
dando beneficios a los accionistas y consiguiendo que cobraran empleados y proveedores. Y en otros ámbitos
de la organización, había managers asegurándose que se desarrollaban nuevos productos y se sacaban al
mercado.
Muchos de los elementos del ahora llamado PLM fueron implementados por departamentos. Por ejemplo: el
CAD (Computer Aided Design), el PPM (Product Portfolio Management), el PDM (Product Data
Management), el CM (Configuration Management), retirada del producto (Product Recall), Gestión de
Reclamaciones de Cliente (Customer Complaint Management), Gestión de la Garantía del Producto (Product
Warranty Management) y ECM (Engineering Change Management).
Para mejorar la productividad, la mayoría de empresas empezaron a prestar atención a estas actividades hace
mucho tiempo. Sin embargo, lo hicieron poco a poco, dando como resultado que el producto estaba siendo
gestionado de distintas formas, entre ellas inconexas, dentro del ciclo de vida con, a su vez, distintos enfoques,
procesos y aplicaciones. Pero eso no es PLM. El uso del término PLM trae consigo que haya una gestión del
producto a lo largo de toda su vida que está claramente definida, correctamente documentada, de una forma
Introducción
8
proactiva y llevada a cabo acorde a un diseño particular. Esto conlleva cumplir unos objetivos específicos en
cuanto a ingresos, reducciones de coste, maximización del valor financiero del producto, y maximización del
valor actual y futuro del producto para clientes y accionistas. [13].
9
1.3 Objetivos
El objeto de este proyecto es analizar uno de los campos que conforman el PLM, la Gestión de
Documentación Técnica dentro de uno de los sectores en los que más desarrollado está, el sector aeronáutico.
Y más concretamente, en este proyecto se aplicará una herramienta software de gestión documental (3DVIA
Composer) a la generación de Instrucciones de Trabajo.
El sector aeronáutico, muy avanzado tecnológicamente, sigue teniendo campo de mejora en ciertas fases del
ciclo de vida del producto. Por todos es conocido, que en la etapa de diseño del producto se utilizan
aplicaciones CAD (Diseño asistido por ordenador), siendo su máximo exponente en el mundo aeronáutico
CATIA. Estas permiten de una forma rápida y ágil introducir modificaciones en el diseño y simular éstas en el
producto sin necesidad de fabricarlo. Pero en su traducción a Producción, es decir, cuando se decide que el
producto será fabricado y se le proporciona a operarios los medios para ello, cómo son: ITs (Instrucciones de
Trabajo) o SOIs (Instrucciones de Operación Estándar), se sigue actuando con procesos poco digitalizados.
Actualmente, la Documentación Técnica se genera, en su mayoría, en papel. Y al ser, en concreto un avión, un
producto sujeto a numerosas modificaciones y mejoras, los cambios son comunes y, a su vez, engorrosos.
¿Por qué engorrosos? Pues poniendo como ejemplo, una de las cinco naves con las que cuenta la planta de
Airbus Puerto Real, el número de SOIs puede alcanzar las doscientas. Por lo que tener actualizadas este
número de SOIs supone un tiempo considerable, tiempo que no está aportando ningún valor añadido al
producto.
Por otro lado, el tema medioambiental también hay que considerarlo, ya que se podría ahorrar la impresión de
una gran cantidad de papel, todo ello, normalmente, en formato A3. Por lo que la propuesta de generar
documentación técnica asistida por ordenador es cuanto menos interesante de estudiar.
El software que se utilizará en este proyecto para generar la Documentación Técnica, y más concretamente las
ITs, será 3DVIA Composer, de Dassault Systems, mismo fabricante de CATIA. Por lo que una de sus
principales ventajas a destacar será, sin duda, la compatibilidad de archivos entre ambos.
Resumiendo en una idea: al concluir este proyecto seremos capaces de plasmar en una plantilla una
Instrucción de Trabajo que servirá como soporte en las operaciones de montaje aeronáutico.
1.4 Estructura de la memoria
La memoria del presente proyecto se ha estructurado en 7 capítulos:
- Capítulo 1: se ha realizado una introducción a la temática y los objetivos del proyecto.
- Capítulo 2: se hace una introducción teórica al concepto PLM.
- Capítulo 3: se centra en el uso del PLM en el sector aeronáutico y más concretamente en un proyecto
de investigación que lo aplica desde el inicio del ciclo de vida hasta su explotación.
- Capítulo 4: se realiza un estudio del concepto de Instrucción de Trabajo en el sector aeronáutico y
muestra algunos proyectos reales de generación de Instrucciones de Trabajo de forma digital.
- Capítulo 5: en este proyecto se va a aplicar una herramienta de gestión documental (3DVIA
Composer) a la generación de Instrucciones de Trabajo. En este capítulo se muestran las
funcionalidades de dicho software.
- Capítulo 6: se implementa una Instrucción de Trabajo a través del uso de 3DVIA Composer.
- Capítulo 7: se muestran las conclusiones y líneas futuras de trabajo.
11 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
2 CICLO DE VIDA Y PLM
roduct Lifecycle Management (PLM) es aquella actividad de negocio que se ocupa de gestionar, de la
manera más eficaz, los productos de una empresa durante todo su ciclo de vida; desde la primera idea
del producto hasta que este es retirado o dispuesto como desecho.
PLM es, por tanto, un sistema de gestión para los productos de una compañía. No sólo se encarga de un único
producto. Gestiona, de forma integral, todo lo que se está fabricando, desde la parte más simple hasta el
producto final.
2.1 ¿Qué es PLM?
2.1.1 Objetivos a Alto Nivel del PLM
En el más alto nivel, se tiene como objetivos en PLM el incrementar los ingresos y reducir los costes asociados
a los productos, maximizar el valor de productos, tanto actuales como futuros, para clientes y accionistas de
todos los productos ofrecidos por una empresa.
P
The way to get started is to quit talking and begin doing.
- Walt Disney-
Ciclo de Vida y PLM
12
2.1.2 Actividades del PLM
PLM es una actividad de negocio a alto nivel. El resto que intervengan en el producto están recogidas dentro
del sistema PLM de la empresa que lo esté aplicando. Algunas de estas actividades son:
Gestionar una cartera de productos bien estructurados y que aporten valor
Maximizar el retorno financiero que aporta la cartera de productos
Gestionar los productos a lo largo del ciclo de vida
Gestionar los proyectos de desarrollo del producto, soporte y desechado eficazmente
Mantener control y visibilidad sobre los productos dentro del ciclo de vida
Gestionar el feedback de clientes, ingenieros y del mercado
Habilitar el trabajo colaborativo entre diseño y cadena de suministros, y con el cliente
Controlar los procesos, que sean coherentes, eficaces y sin interrupciones
Hacer la información del producto disponible donde y cuando se necesite
Conocer las exactas características técnicas y financieras del producto a lo largo del ciclo de vida. [8]
2.1.3 Fases genéricas del Ciclo de Vida de un Producto
Existen cinco fases en el ciclo de vida de un producto de forma genérica.
Figura 2-1. 5 fases genéricas del ciclo de vida de un producto
Dentro de cada una de estas fases, el producto está en un estado diferente. Durante la fase de
imaginación/concepción, el producto es sólo una idea en la cabeza de las personas. Durante la definición, las
ideas son traducidas en una descripción detallada. Para el final de la fase de realización, el producto existe en
su aspecto final donde ya puede ser usado por un cliente. Durante la fase de uso/soporte, el producto está
siendo usado por el cliente. Finalmente el producto llega a una fase en la cual ya no es útil. Este es retirado por
la compañía o dispuesto como desecho por el cliente.
Las actividades específicas que tienen lugar a lo largo del ciclo de vida varían de una industria a otra. Como
resultado, compañías en una industria en particular podrían tener una visión de ciclo de vida del producto que
sea específico para esa industria. Sin embargo, cual sea esta visión específica, sus actividades pueden ser
mapeadas, de alguna manera, a través de las cinco fases genéricas del ciclo de vida del producto. [9]
13 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
2.2 ¿Por qué utilizar PLM?
2.2.1 No hay Alternativa.
El PLM se centra en el producto. Se dirige hacia el corazón de la compañía. Hacia la fuente de su riqueza, sus
productos. Este es el rol del PLM y por lo que es tan importante. Los productos definen a una compañía. Los
productos de una empresa son lo que sus clientes compran. Ellos son la fuente de los ingresos. Sin sus
productos, una empresa no sería lo mismo. Hay poco en una empresa más importante que sus productos, y la
forma que estos son desarrollados y usados. Sin esos productos, no habría clientes ni ingresos.
Figura 2-2. El producto es centro del entorno del PLM
PLM consigue que los productos estén bajo control durante el ciclo de vida. Como resultado, los managers se
enfrentan a menos riesgos y menos tiempo apagando fuegos. Así pueden emplear más tiempo en preparar el
futuro con nuevos productos.
PLM mejora la actividad de desarrollo del producto, sin la cual una compañía no sobreviviría. La fuente de los
ingresos futuros para una compañía es la creación de nuevos productos y servicios. PLM es la actividad que
permite a una compañía acrecentar sus ingresos mediante la mejora de la innovación, reduciendo el tiempo de
lanzamiento de los nuevos productos, y proveyendo un magnifico soporte y nuevos servicios a los productos
existentes. PLM ayuda a introducir los productos más rápido al mercado. Es importante introducir rápidamente
los productos en el mercado, pues sino el consumidor escogerá el producto del competidor.
PLM ayuda a las compañías a desarrollar y producir productos en diferentes localizaciones. Hace posible la
colaboración entre la cadena de diseño y la de suministro. PLM ayuda a gestionar la Propiedad Intelectual.
Maximiza la reutilización de los conocimientos del producto. Ayuda a llevar de la mano la gestión de los
productos y los procesos, y conseguir que estos procesos estén bajo control.
PLM permite a una compañía reducir los costes relativos al producto. Es importante reducir estos costes. De
otra forma, el cliente escogería al competidor que es más barato. El Coste de los materiales y la energía que se
gasta al fabricar son fijos en el proceso de desarrollo del producto. PLM provee herramientas y conocimiento
para minimizarlos. Y ayuda a recortar aquellos como la retirada, garantía y costes de reciclaje que aparecerán
después en el ciclo de vida.
PLM aporta claridad sobre qué está pasando durante el ciclo de vida del producto. Ofrece a los managers
visibilidad sobre qué realmente está pasando con sus productos y con los proyectos de desarrollo, modificación
y retirada. Sin PLM, se encontrarían con una gran masa de información conflictiva sobre el producto. PLM
Ciclo de Vida y PLM
14
aporta la oportunidad de organizar mejor toda la información. Accesibilidad a la información correcta que
provocará la toma de mejores decisiones.
PLM permite un mejor soporte a los clientes que le dan uso a sus productos. Es importante este soporte, ya que
podrían dejar de usarlos, o escoger al producto competidor.
PLM permite que el valor de un producto se maximice durante su ciclo de vida. Con una precisa y consolidada
información sobre el tiempo de utilidad de sus productos, se pueden encontrar formas de extender los ingresos
generados durante el ciclo de vida.
Para una empresa, no hay nada comparable con el PLM. No hay alternativa al PLM. [8]
2.2.2 El complejo entorno de los Productos
Una de las razones por las que el PLM emergió en primeros años del siglo XXI es que el entorno en el que los
productos se tenían que controlar se volvió realmente complejo. Y para empeorar las cosas, este
experimentaba cambios frecuentes.
No era solo que las compañías se encontraran en un entorno complejo, de muchas dimensiones, que estaba
afectado por diferentes cambios, sino que los cambios estaban, a menudo, entrelazados. Como resultado, el
entorno se vuelve demasiado complejo para adivinar qué cambios ocurren, que los empuja o entender como
afectaran particularmente a la compañía o a un producto. PLM permite a las empresas responder a estos
cambios. [8]
Algunos de estas dificultades se detallan a continuación:
Tabla 2-1. Problemas durante el ciclo de vida
Concepción Definición Realización Soporte Post-
Venta
Retirada/Reciclado
Plagio de ideas Coste demasiado
elevado
Costes de
contaminación
Actualizaciones
ignoradas
Incorrecta
identificación
Falta de ideas Necesidades no
claras
Pobre
infraestructura de la
fábrica
Falta de
aplicaciones
Bajo índice de
reciclaje
Falta de
aplicaciones
Diseños fallidos Inutilidades Pobre
comunicación
Derroche de
material
Coste desconocido Cambios
incontrolables
Retrabajos Pérdida de clientes Altos costes de
eliminación
Falta de formación Demasiado tiempo
hasta ponerlo en
venta
Coste de los
prototipos
Costes de fiabilidad Coste de
desmontajes
Falta de definición
de los procesos.
Estado del proyecto
difuso, sin avance.
Problemas con
proveedores
Falta de datos de
control
Falta de
procedimientos
15 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
2.2.3 Beneficios
PLM ofrece beneficios a lo largo del ciclo de vida del producto. Ejemplos, sin entrar mucho en detalle, serían
la aceleración de entrada al mercado, mejor soporte post-venta de los productos y mayor control sobre el fin de
la vida útil del producto.
Tomando como referencia las distintas fases del ciclo de vida, se distinguen los siguientes beneficios:
Tabla 2-2. Beneficios del PLM por fases
Concepción Definición Realización Soporte Post-
Venta
Retirada/Reciclado
Selección de las
mejores ideas
Proyectos dentro de
plazo
Reducción
energética
Menos fallos Menos desperdicio
No se pierden ideas Aceleración de la
entrada en mercado
Operarios
entrenados
Mejor información
al consumidor
Reciclaje más
seguro
Clara organización Requerimientos
claros
Menos retrabajos Más clientes Reducción de la
contaminación
Más ideas Personalización de
productos
Optimización del
área de trabajo
Más servicios Mayor reutilización
Procesos más
claros
Reducción de
costes
Menos inutilidades Actualizaciones en
servicio
Mejor conformidad
Apoyo con
aplicaciones
Adherencia a
estándares
Proveedores
estratégicos
Costes de garantías
recortados
Menos multas
Mayor avance con
cada idea
Datos bajo control Más partes
reutilizadas
Clientes satisfechos Reducción costes de
reciclado
Ciclo de Vida y PLM
16
Centrándonos en el producto, las compañías buscan que el PLM les lleve a beneficios en Finanzas, Reducción
de Tiempo, Mejora de la Calidad y Mejora de las Ventas. [8]
Tabla 2-3. Áreas donde se mejora con PLM
Actuación Financiera Más pronta comercialización/incremento de ingresos
Reducción de costes de desarrollo
Extensión de la vida de los productos/ incremento de ingresos
Reducción de costes de retirada
Reducción de Tiempo Reducción de excesos de tiempos en proyectos
Reducción de los tiempos de modificaciones por parte de ingeniería
Reducción del tiempo de comercialización
Reducción del tiempo de rentabilización
Mejoras de Calidad Reducción de los defectos en los procesos de fabricación
Reducción de devoluciones
Reducción de quejas de cliente
Reducción de inutilidades
Mejoras de Ventas Incremento del ratio de lanzamiento de nuevos productos
Incremento del factor de reutilización de los componentes
Incremento de la trazabilidad de los productos
Garantía de conformidad del producto al 100%
17 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
Y en lo que se refiere a incrementar ingresos y reducir costes, PLM aporta formas para conseguirlo.
Tabla 2-4. Mejoras del PLM traducidas en incremento de ingresos y reducción de costes
Fuentes de incremento de ingresos Fuentes de reducción de costes
Incremento del número de clientes Reducción de costes energéticos
Incremento de la gama de productos Reducción de costes de desarrollo
Incremento de ventas de nuevos productos Reducción de costes de materiales
Incremento de ventas de productos consolidados Reducción de deuda financiera
Incremento de precio del producto Reducción de costes de prototipos
Incremento de servicios ofertados Reducción costes de retrabajos
Incremento de precios por servicio Reducción de costes documentales
Incremento de ingresos por servicios Reducción de costes de garantías
Los beneficios del PLM son mesurables y visibles en el balance. Unos objetivos típicos actuales en PLM son
aumentar el 30% de los ingresos y reducir el coste de mantenimiento de los productos en un 50%. [8]
19
3 PLM EN EL SECTOR AERONÁUTICO
os procesos de diseño de una aeronave son altamente complejos e involucran un gran número de
equipos multidisciplinares. El actual modelo organizativo, metodológico y técnico, basado en métodos
de trabajo de ingeniería concurrente, crea una brecha entre la ingeniería de diseño funcional y la
ingeniería de diseño industrial. Esta brecha está tanto en la gestión de la información como para la
comunicación, y crea ineficiencias en los procesos de trabajo.
Airbus Military lanzó el proyecto CALIPSOneo para investigar cómo mejorar los actuales procesos de
ingeniería de industrialización y facilitar un ambiente de colaboración a los equipos de diseño
multidisciplinares. Como resultado del proyecto CALIPSOneo, las herramientas PLM fueron adaptadas para
desarrollar métodos de trabajo basados en ingeniería colaborativa, y particularmente para desarrollar la
`` industrial Digital Mock-Up (iDMU) ´´. Dicha iDMU contiene información del producto, de los procesos de
ensamblajes y de los recursos necesitados durante la ejecución de tales procesos. iDMU facilita la
implementación de los procedimientos de trabajo colaborativos entre ingenieros de diseño funcionales y de
industrialización, la verificación virtual 3D y la validación de procesos de ensamblaje, así como la
automatización de la extracción de documentación, en varios formatos (papel, electrónico, realidad
aumentada), necesitada para ejecutar los procesos de ensamblaje en el taller.[12]
3.1 Introducción al concepto iDMU
En el sector aeronáutico, varios equipos multidisciplinares están involucrados en procesos de diseño
funcionales e industriales. Para reducir el tiempo empleado en estos procesos, las empresas promueven la
investigación sobre ingeniería concurrente y colaborativa. La ingeniería concurrente consta de equipos
multidisciplinares que trabajan desde las primeras etapas de desarrollo por medio de flujos de trabajo
concurrentes y simultáneos, y siendo su objetivo la aceleración de entrada al mercado de los productos
mediante la integración de diferentes aspectos del ciclo de vida del producto dentro de la fase de desarrollo,
por ejemplo: fabricación, montaje, desmontaje, mantenimiento, reciclaje, etc. La evolución de la tecnología de
la información y las lecciones aprendidas aplicando los métodos de trabajo de la ingeniería concurrente, ha
permitido la aparición de la ingeniería colaborativa. La ingeniería colaborativa tiene como objetivo integrar
aspectos tanto sociológicos como tecnológicos, de esta forma un equipo de ingenieros podría activa y
racionalmente trabajar conjuntamente en procesos de toma de decisiones, apoyados por un entorno virtual de
trabajo.
Los proyectos europeos ENHANCE y VIVACE son dos de los ejemplos más relevantes de acercamiento de la
ingeniería concurrente y colaborativa al sector aeroespacial. ENHANCE comenzó en 1999, se centró en la
implementación de prácticas sobre ingeniería concurrente para mejorar los métodos de trabajo e integrar a la
L
Never walk on the travelled path because it only
leads where others have been.
- Alexander Graham Bell-
PLM en el Sector Aeronáutico
20
cadena de suministros.
El proyecto VIVACE comenzó en 2004, cogió como punto de partida los resultados del proyecto ENHANCE,
y se centró en la implementación de métodos de ingeniería colaborativa para facilitar el diseño orientado a los
objetivos, gestión del conocimiento y una integración empresarial extendida. Junto con otras compañías,
Airbus participó en ambos proyectos. El trabajo a través de ellos y las iniciativas internas de las empresas ha
permitido llegar a los actuales métodos de trabajo basados en ingeniería concurrente. Aunque la entrada de la
ingeniería concurrente ha mejorado los métodos de trabajo, también ha implicado un modelo organizativo,
metodológico y técnico que crea una separación entre el diseño funcional y el industrial. Tal separación trae
consigo ineficiencias en las áreas de comunicación e información que afectan al proceso completo de diseño.
La manera de afrontar estos problemas conlleva principalmente la adopción de una visión colaborativa y la
evolución de las aplicaciones informáticas.
Los sistemas de Gestión del Ciclo de Vida del Producto (PLM) y aplicaciones asistidas por ordenador
(Computer Aided applications) (CAX) conforman el marco tecnológico que facilita la ingeniería concurrente y
el trabajo colaborativo en la creación y gestión del DMU (Digital Mock-Up).
El DMU es el principal entregable generador por el diseño funcional, y en un entorno de trabajo concurrente,
es usado como referencia o maestro por las otras fases del diseño del producto, aunque su relevancia va
cayendo a lo largo del ciclo de vida. El DMU del avión consta de la información geometría 3D, información
funcional e información de fabricación como restricciones. Esta visión genera una ineficiencia por la pobre
integración entre diseño funcional e industrial causando el mantenimiento de dos procesos diferentes de diseño
con el objetivo de eliminar tal dualidad de proceso, la creación de una DMU industrializada es propuesta. La
creación iDMU implicara la creación de los equipos de diseño, un uso más intensivo de las herramientas de
fabricación digital, y el apoyo por medio de los sistemas CAX y PLM. La interoperabilidad de estos software
es tiene especial relevancia para el éxito de la creación de la iDMU.
La Asociación Europea de Industria Aeroespacial y Defensa (ASD) señala el desafío interoperativo de
respaldar a la ingeniería con un modelo basado en una completa DMU. En este caso particular, desde que la
infraestructura de software iDMU fue limitada a un software de un único vendedor, el asunto de la
interoperabilidad no estaba abordado.
En este capítulo se presenta el contexto de una visión metodológica y los resultados de un proyecto piloto con
objetivo de implementar el concepto iDMU. El proyecto, nombrado CALIPSOneo, centrado en el desarrollo
de iDMU y posteriormente el despliegue sobre los Fan Cowl del Airbus A320neo. La iDMU está compuesta
por la información del producto, los procesos de montajes, los recursos para el montaje y las herramientas e
instrucciones de trabajo. [12]
3.2 Contexto y antecedentes del Proyecto CALIPSOneo
La información del producto es el principal input del proyecto. Tal información es usada para crear la
documentación de los procesos (como ensamblar el producto), definir qué recurso será necesario para ejecutar
el proceso de ensamblaje, y definir las tareas se ejecutan en dicho proceso de ensamblaje (instrucciones de
trabajo). La colaboración con el diseño funcional conducirá a mejorar la industrialización del proceso final.
Toda la información relativa al producto, procesos y recursos constituye la iDMU.
La iDMU incluye los mecanismos de sus procesos y tareas, la asignación de input y los elementos de salida de
cada nodo del proceso, la asignación de los recursos que serán inputs en cada nodo de la red de proceso, la
definición de las simulaciones requerida para validar las tareas y la definición de las instrucciones de trabajo
para ser desplegada en el taller. El estudio del despliegue de las instrucciones de trabajo es también parte de la
operación llevada a cabo. Los dos asuntos analizados fueron actualizaciones automáticas que se hicieron a la
documentación obtenida de la iDMU y usados en técnicas de realidad aumentadas.
La literatura muestra antecedentes en el uso de técnicas digitales de fabricación y herramientas PLM en la
simulación de ensamblaje 3D de Aeroestructuras. Los resultados previos de los proyectos llevados a cabo en
Airbus Military fueron tomados como bases. En particular de la implementación de técnicas digitales de
fabricación en el ensamblaje final del Airbus A400M. La plataforma software estaba basada en aplicaciones de
Dassault Systèmes. CATIA V5 fue usado para el diseño de los componentes de la aeronave y de los recursos.
21 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
DELMIA V5 Manufacturing Hub fue personalizado para definir y gestionar los procesos: estructura, atributos,
metadata, prioridades y tiempos. DELMIA DPM V5 fue usado para definir y ejecutar simulaciones de los
procesos y crear instrucciones de trabajo para el ensamblaje. Desde perspectiva conceptual, la personalización
de Manufacturing Hub en términos de estructura de procesos y atributos deriva del modelo conceptual de
información que respalda la iDMU propuesto por Mas et al.
3.3 Estructura del proyecto CALIPSOneo
El proyecto CALIPSOneo contemplo tres áreas principales: la creación de procesos de ensamblaje, la creación
de instrucciones de trabajo y el despliegue de estas. Consecuentemente esto fue organizado dentro de tres
subproyectos:
PROTEUS: centrado en la creación y mantenimientos de los procesos de ensamblajes que conforman
la iDMU. Este incluye la definición de la estructura de procesos y recursos, la asignación de los
componentes del producto y los recursos correspondientes para cada nodo del proceso, la validación
de los nodos del procesos y la definición de las simulaciones 3D necesitadas. El principal problema
con el que lidiar en PROTEUS fue definir la estructura de información y las funciones necesitadas
para crear iDMU. Un sistema PLM-CAX comercial provee una información de estructura genérica y
una aplicación de la programación de la interfaz (API) para desarrollar la estructura y funciones de
información específica cogiendo como referencia el modelo propuesto por Mas et al, una estructura de
información y un conjunto de funciones fueron desarrollado dentro de DELMIA Manufacturing Hub,
para apoyar la definición de una adecuada IDMU para el ensamblaje aeronáutico.
MARS: centrado en la creación de mantenimientos y órdenes de trabajos (ITs) necesitadas para
ejecución de procesos definidos en el sub proyecto PROTEUS. La definición de ITs debe ser lo más
automático posible, compatible con multilenguaje y que de conformidad a los requerimientos para el
despliegues de ITs en el taller. Las ITs documentan los niveles inferiores de los nodos del proceso.
Desde que la ejecución de los procesos de ensamblajes pueden ser llevado a cabo en diferentes plantas
localizadas en diferentes países, el lenguaje de la IT debe ser adaptado al lenguaje usado en cada
localización pero sin tener que definir la IT de nuevo. Este subproyecto que utiliza los resultados de
proyectos previos, es la principal contribución para la solución de la compatibilidad multilenguaje.
ELARA: centrado en aprovisionar la información contenida en la ITs al personal de taller. Este
incluye la creación de una solución de realidad aumentada (AR) para mostrar la correcta información
al operario cuando está ejecutando una operación de ensamblaje. Este subproyecto usa la información
generada en PROTEUS y MARS, pero adaptada para explotación por medio de AR. En proyectos
anteriores la información iDMU estaba extraída en archivos con formato 3dxml, estos archivos fueron
usados para crear archivos con el formato usado por la solución AR. El sistema de posicionamiento y
seguimiento estaba basado en marcadores de referencia. Las dos principales contribuciones de
ELARA son: el uso de la información de la base de dato iDMU previamente preparada por MARS y
la segunda contribución es usar componentes de la aeronave como marcadores naturales para el
posicionamiento y seguimiento. [12]
3.4 Arquitectura funcional del proyecto CALIPSOneo
Las aplicaciones a usar en la arquitectura funcional del proyecto deben satisfacer las restricciones del entorno
industrial aeronáutico, y consecuentemente, limitar los problemas de interoperabilidad. Por esta razón, las
soluciones de Dassault Systèmes en su versión 5 fueron seleccionadas: CATIA, DELMIA Manufacturing
Hub, DELMIA Process Engineering (DPE), DELMIA Digital Process for Manufacturing (DPM), DELMIA
Work Instructions Planning (WIP) y 3DVIA StudioPro. Las aplicaciones fueron usadas interactivamente y por
medio de desarrollos específicos creados usando su Interfaz de Programación de Aplicaciones (API). La figura
3-1 muestra la arquitectura funcional del proyecto y el flujo de los principales tipos de elementos de
PLM en el Sector Aeronáutico
22
información.
Figura 3-1. Arquitectura funcional del proyecto
La arquitectura funcional requiere dos bases de datos (DB), una para el almacenamiento de la información del
diseño funcional del producto y la información de diseño de los recursos de fabricación, y otra DB para el
almacenamiento de toda la información de diseño industrial. Esta solución estaba limitada por los actuales
métodos de trabajo de Airbus Military.
Para acelerar el acceso a información geométrica 3D, las plantas de producción de las empresas tienen una
réplica de la información contenida en la Base de Datos Central de Diseño (DCDB) en servidores de archivos
locales. La Base de Datos Industrial almacena la iDMU, la información geométrica industrial del producto y la
información geométrica de los recursos, ambas importadas de servidores de archivos geométricos 3D. Una
herramienta específica fue desarrollada para conseguir la importación de los archivos geométricos 3D. La
herramienta usa un archivo metadata y la información de la ruta de almacenamiento del archivo. La
importación de la información del producto permitió crear en la DB iDMU una estructura de producto similar
a la definida en la DCDB. Uno de los problemas de este planteamiento fue la necesidad de desarrollar una
herramienta de control de cambios para garantizar que la iDMU DB contiene la última actualización de la
información del producto. La iDMU DB fue creada en DELMIA Manufacturing Hub usando Oracle como
DBMS.
Las aplicaciones DPE y DPM fueron usadas en PROTEUS para definir estructuras: Producto-Procesos-
Recursos (PPR); que conforman la iDMU. Las aplicaciones DPM y WKI fueron usadas en MARS para definir
instrucciones de trabajo (ITs) de tareas básicas contenidas en la estructura del proceso. Las ITs son parte de la
iDMU. La estructura de Producto es creada cuando los archivos de información geométrica 3D son
importados. El diseñador industrial crea la estructura de Proceso y Recursos manualmente. Para ello, una
estructura de datos de referencia de procesos y recursos fue definida. Tal estructura especifica los tipos de
nodos del proceso, recursos permitidos, sus jerarquías y atributos. Aunque la aplicación DPE provee un
modelo genérico, es necesario definir una estructura de datos adecuada para el tipo de procesos considerado,
los procedimientos de la compañía y el propósito de la creación de la iDMU. Tal estructura específica de
información se denomina ``Plan Type Set´´. Los nodos de procesos están restringidos por precedencia y
restricciones jerárquicas padre/hijo. Junto con la definición de estructura de datos, fueron desarrolladas una
suma de funciones para calcular en los nodos superiores el valor de los atributos, los cuales recibían inputs de
los nodos inferiores.
La aplicación 3DVIA StudioPro fue usada en ELARA para desarrollar un módulo específico para crear
23 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
anotaciones de ensamblaje, necesitadas en las ITs, y definir la geometría usada como referencia (marcadores
naturales) en el sistema de realidad aumentada. Las anotaciones están combinadas con fotogramas de video,
tomados a tiempo real, para mostrar la información al operario en una Tablet. Una vez el posicionamiento es
llevado a cabo manualmente con los marcadores naturales, la solución desarrollada usa la técnica de visión
artificial de detección de punto característico para mantener el sistema calibrado. El desarrollo está basado en
las funciones de visión artificial de la librería de Fast Detector y OpenCV. Los archivos 3dxml son la
información de entrada para 3DVIA StudioPro ELARA module. Una herramienta fue desarrollada para
importar desde el servidor de archivos iDMU, los archivos 3dxml con la información 3D de la maqueta digital
industrial. El resultado del módulo ELARA es un archivo con anotaciones de realidad aumentada, el archivo
está almacenado en el servidor de archivos iDMU. [12]
3.5 Metodología de Trabajo en CALIPSOneo
NDT (Navigational Development Techniques) fue una metodología adoptada en este trabajo. NDT está
enmarcado bajo el paradigma del Model Driven Engineering (MDE). MDE combina el poder de los conceptos
y sus relaciones, usando modelos abstractos, para ofrecer mecanismos adecuados para el desarrollo software.
Este paradigma está centrado en conceptos, y como estos rodean al ciclo de vida del producto.
Hoy en día, NDT define un conjunto de metamodelos para cada fase del desarrollo del software del ciclo de
vida: Estudio de Viabilidad, Requerimientos, Análisis, Diseño, Implementación, Verificación y
Mantenimiento. Es más, NDT contiene un conjunto de QVT (Query View Transformations), unas reglas de
transformación que hacen posible generar un modelos a partir de otros sistemáticamente. Esto trae consigo un
menor coste del desarrollo software.
Figura 3-2. Transformaciones desde Requerimientos a Análisis
La figura 3-2 muestra cómo es posible generar todos los modelos de análisis desde la fase de Requerimientos.
Por ejemplo, si nos centramos en el model class (que representa la estructura estática del sistema), este modelo
es obtenido de requerimientos. La transición (Fig. 3-2, stereotype «QVTTransformation») está sistematizada y
automatizada, y esto está basado en reglas QVT, las cuales pueden generar un modelo básico. Tras generar
cada modelo básico, los analistas pueden enriquecer y completar cada modelo. Este paso (Fig. 3-2 stereotype
«NDTSupport») no es automático y requiere expertos analistas. Sin embargo, NDT controla estas
transformaciones por medio de un conjunto heurístico para asegurar consistencia entre modelos.
PLM en el Sector Aeronáutico
24
NDT define un conjunto de herramientas de soporte llamado NDT-Suite. Las principales herramientas en
NDT-Suite son:
i. NDT-Profile, define los perfiles UML en Enterprise Arquitect (herramienta UML de análisis y
diseño) para cada metamodelo NDT.
ii. NDT-Quality, permite medir, automáticamente, la calidad de uso de esta metodología para cada fase
del software del ciclo de vida y comprobar el correcto seguimiento de las reglas MDE definidas en
NDT
iii. NDT-Driver, la cual sigue mecánicamente todas las reglas QVT definidos en NDT. La figura 3-3
muestra entorno metodológico de trabajo en EA.
Diagramas de casos de uso se utilizan para identificar y organizar los requisitos funcionales. En PROTEUS,
una jerarquía estructural con dos niveles fue definida. En el primer nivel de diagrama de caso de uso, cuatro
casos de usos fueron definidos: Definición de Proceso en DPE, Validación de Proceso en DPM, Simulación
del Proceso en DPM e importación del Producto. Cada uno de estos casos de uso fue descompuesto en casos
de uso de segundo nivel. Por ejemplo, la Validación del Proceso en DPM contiene verificación del producto,
recursos y proceso, y verificación del ciclo de vida.
Cada caso de uso de segundo nivel tiene un diagrama de actividad para definir el flujo de actividades que será
llevado a cabo por el actor principal, en este caso el planificador de fabricación muestra un extracto, en
Enterprise Architect, del diagrama de actividad del caso de uso de Verificación del producto, recursos y
proceso. [12]
Figura 3-3: Diagrama de Actividad
25 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
El diagrama de actividad tiene tres objetivos. El primero es definir la secuencia de tareas, con una guía paso
por paso, para el actor principal. Tal secuencia define el proceso de trabajo. El segundo es definir en detalle un
nivel inferior de tareas que serán llevadas a cabo, permitiendo identificar donde es necesario el desarrollo de
una aplicación para asistir al actor principal o automatizar una tarea. Una vez el desarrollo de la aplicación está
identificado, un diagrama de clase se crea para especificar los conceptos que serán implantados por dicha
aplicación. El tercer objetivo es para ser utilizado como base para la definición de los diagramas para la fase de
pruebas. [12]
3.6 Resultados del proyecto CALIPSOneo
La implementación de iDMU se centra en el diseño industrial de los Fan Cowl del Airbus A320neo, y el
diseño funcional se logró por medio de la plataforma actual de gestión de datos del producto (diseño de
servidor de base de datos central y archivo de geometría 3D). La actualización del diseño funcional que se
importa a IDMU de DB requiere el desarrollo de un software ad hoc. La estructura del producto se crea al
importar la información de diseño funcional. Por medio de un código de color definido, el diseñador puede
identificar en el entorno de trabajo (DPE y DPM) los cambios en el diseño del producto: nuevo componente, el
componente modificado y los componentes retirados.
Tanto la estructura de procesos y la estructura de recursos son creados en el contexto iDMU (DPE). La
estructura de procesos se organiza en cuatro niveles: la línea de montaje, estación de trabajo, montaje y
operación de la tarea; cada nivel tiene su restricciones correspondientes (de precedencia, de jerarquía), sus
atributos, la asignación de los productos que se ensamblan y la asignación de los recursos necesarios para
ejecutar el nodo de proceso. Una vez que se definen las estructuras de PPR, el sistema determina el producto y
los recursos que corresponde a cada nodo de proceso. Teniendo en cuenta el producto y las asignaciones de
recursos y las restricciones de precedencia para un nodo de proceso en particular, el sistema conoce los
productos ensamblados en nodos anteriores, los recursos utilizados en los nodos anteriores y los recursos
necesarios en el actual nodo. Como resultado, en el entorno 3D (DPM), el contexto en 3D de cada nodo de
proceso se muestra para el diseñador industrial. De esta manera, las simulaciones pueden ser definidas y
utilizadas para analizar y validar la fabricación definida como solución. Como consecuencia de la utilización
de DELMIA Manufacturing Hub, el sistema calculará la industrialización 3D con maqueta digital, permitiendo
que el paso de revisión a proceso de montaje, seleccionara cualquier nodo como proceso inicial y controlará la
ejecución de los nodos secundarios de nivel inferior. [12]
PLM en el Sector Aeronáutico
26
Figura 3-4. Ejemplo de estructuras de PPR
Una parte importante del desarrollo era la herramienta para definir y controlar la consistencia del ciclo de vida
de los elementos asignados de la estructura PPR. Cada nodo PPR tiene tres posibles estados de madurez: 'en
proceso', 'integrar' y 'lanzado'. La herramienta proporciona un conjunto de reglas que permiten controlar y
alertar al diseñador sobre situaciones que no son coherentes. Por ejemplo, no es posible asignar a un nodo de
proceso de un estado de madurez "lanzado" cuando un recurso asignado tiene un estado de madurez de
"trabajo". La fig. 3-4 muestra un ejemplo de estructuras de PPR creados en DPE y un ejemplo del contexto
3D en DPM.
Por último, la generación de las ITs y su uso por medio del sistema de Realidad Aumentada (AR) se pusieron
a prueba. El punto de partida fue la información contenida en el IDMU, creado en PROTEUS y MARS.
Usando tal información, se creó el proceso de información que muestra la aplicación AR.
El módulo de visión desarrollado en el subproyecto ELARA fue capaz de realizar un seguimiento de los
componentes, seleccionados como referencia, por medio de Fast detector. El sistema se basa en la
identificación de puntos característicos en el componente físico. Puesto que los componentes de fuselaje son
uniformes, se añadieron componentes adicionales a la escena AR para aumentar el número de puntos
característicos. Las pruebas se realizaron utilizando una tablet Asus TX300CA. [12]
27
4 CREACIÓN DE IT DE MONTAJE AERONÁUTICO
n el montaje aeronáutico, el volumen de información que hay que proporcionar a los operarios sobre
materiales, procesos, requerimientos de calidad y elementos a montar en cada operación es muy
elevado. Esta información se define en un documento llamado instrucción técnica de montaje o
Instrucción de Trabajo (IT), que se adjunta a la orden de trabajo. La IT es un documento de texto con
ilustraciones. La creación y puesta al día de la IT es un proceso costoso que se realiza después de terminar el
diseño industrial de la línea de montaje.
Las herramientas de gestión del ciclo de vida, Product Lifecycle Management (PLM), ofrecen un potencial
muy grande para mejorar el proceso de creación y puesta al día de las IT. La utilización de las herramientas
PLM en el diseño industrial se centraliza alrededor de la maqueta digital denominada industrial Digital Mock-
Up (iDMU). Esta iDMU contiene todos los modelos digitales y la información del producto y de los recursos,
integrados con la definición virtual de los procesos de montaje. De esta forma, es posible definir una IT a partir
de los modelos e información contenida en la iDMU.
Airbus Military ha realizado varios proyectos de investigación y desarrollo para demostrar la creación de
diferentes tipos de IT mediante esta metodología y utilizando varias tecnologías para su despliegue. [10]
4.1 Entorno del Problema
Durante años la fabricación y el montaje en la industria aeronáutica se han realizado con la utilización casi
exclusiva de la definición funcional del producto en formato papel, es decir los planos acotados. Una de las
características tradicionales en esta industria ha sido el reducido tamaño de sus series, sobre todo en
comparación con la industria del automóvil o la industria de bienes de consumo. Esto ha llevado durante años
al uso de un utillaje sencillo, una baja automatización y unos procesos de fabricación y montaje manuales,
orientados a la utilización intensiva de mano de obra altamente cualificada.
Como resultado de todo lo anterior, y a pesar de que los métodos de ingeniería concurrente ya tienen más de
30 años de existencia, todavía hoy se producen situaciones como la representada en la figura 4-1, ampliamente
citada en la literatura y conocida como “over-the-wall” o “ingeniería a través del muro”: la fabricación y el
montaje son básicamente artesanales y apenas existe relación con el diseño funcional. Dando lugar a una
situación que se puede resumir en la expresión: “fabrica como puedas”.
E
El crecimiento constante es el mejor mecanismo de
supervivencia
- Amancio Ortega-
Creación de IT de montaje aeronáutico
28
28
Figura 4-1. La ingeniería a través del muro
El incremento en el tamaño de las series de aviones, el coste del factor humano, el uso de maquinaria de
control numérico y de la robótica, la automatización, y sobre todo la introducción de herramientas PLM han
hecho que la concepción de una aeronave o una aeroestructura compleja implique no sólo un diseño funcional
sino también un diseño industrial realizado colaborativamente.
Actualmente, todo este trabajo es llevado a cabo con procedimientos y métodos asistidos por computador que
permiten un diseño industrial y funcional colaborativo con enormes beneficios: el tiempo al mercado se
reduce, es posible crear y mantener un diseño virtual, tal como se muestra en la Figura 4-2, que garantiza una
ejecución real, el coste global es menor, la calidad del producto mejora y los errores se minimizan.
Sin embargo, en lo relativo a la elaboración de la documentación suministrada al taller la situación apenas ha
evolucionado. En una moderna línea de montaje aeronáutico, especialmente de grandes aeroestructuras o
montajes finales, el volumen de información que hay que proporcionar a los operarios sobre los materiales, el
proceso, los requerimientos de calidad y los elementos que se montan en cada operación es hoy en día muy
elevado. Esta información se define en un documento llamado instrucción técnica de montaje, que se ajunta a
la orden de trabajo. La IT es un documento de texto con ilustraciones. Inicialmente las ilustraciones se
obtenían de los planos. Actualmente las ilustraciones son capturas de imagen de la maqueta digital del
producto. La creación y puesta al día de la IT es un proceso costoso que se realiza después de terminar el
diseño industrial de la línea de montaje.
Figura 4-2. Diseño virtual y fabricación real
29 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
Las herramientas PLM de gestión del ciclo de vida ofrecen un potencial muy grande de mejora del proceso de
creación y puesta al día de las IT, así como del propio documento. Utilizando herramientas PLM el diseño
industrial se centraliza alrededor de la maqueta digital industrial (industrial Digital Mock-Up), iDMU. Esta
iDMU contiene todos los modelos digitales del producto y de los recursos, integrados con la definición virtual
de los procesos de montaje y toda la información asociada a ellos. Las IT se obtienen a partir de los modelos e
información contenida en la iDMU. De esta manera el documento puede editarse mediante herramientas PLM
específicas, tecnologías laser, de realidad aumentada y procedimientos tan automatizados como sea posible.
Airbus Military ha realizado varios proyectos de investigación y desarrollo para demostrar la creación de
diferentes tipos de IT mediante la aplicación de esta metodología y utilizando varias tecnologías de
implementación. [10]
4.2 Estado del Arte y Problema Industrial
Tradicionalmente la información técnica de taller que se ha utilizado en la industria aeronáutica han sido los
planos de las partes a fabricar o los planos de los subconjuntos a ensamblar. Estos planos eran copias
originales controladas, en algunos casos con añadidos manuales en forma de ayuda a la fabricación o al
montaje. Los útiles se construían en base a esta información utilizando técnicas de foto-anodizado y similares.
Con la introducción de las herramientas PLM, y en concreto con la introducción de los primeros sistemas
CAD/CAM en las tareas de industrialización, fue posible acometer algunos procesos de forma automática,
especialmente los de fabricación de partes. La utilización de maquinaria de control numérico y su
programación hizo posible generar documentación asociada a los planos de diseño funcional. Información
relativa a herramientas de corte, secuencias del proceso de mecanizado, útiles y datos del material.
Los procesos de montaje seguían utilizando documentación de producto. Libros de montaje compuestos por
colecciones de planos mostrando conjuntos, uniones y detalles. Un avance sobre la utilización de planos fue
incluir fotos reales con anotaciones (Fig. 4-3).
Figura 4-3. Instrucción de trabajo
Actualmente las instrucciones de trabajo de montaje se realizan, en general, de forma manual. Las
herramientas TIC utilizadas son aquellas de propósito general, tales como MS Office y Acrobat o algunos
Creación de IT de montaje aeronáutico
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30
añadidos al ERP utilizando lenguajes como HTML. Las imágenes insertadas son extracciones de la DMU de
producto retocadas manualmente. Las actualizaciones consumen mucho tiempo y es necesario tener
habilitados un gran número de controles y pruebas que eviten la reutilización de documentación obsoleta.
La elaboración de instrucciones de trabajo es objeto de investigación, también en entornos distintos del
aeronáutico y desde distintas perspectivas, por ejemplo: facilidad en su generación y comprensión, formato de
contenido y creación y despliegue.
Dentro del entorno aeronáutico, los trabajos relacionados con instrucciones de trabajo se orientan hacia la
formalización de la documentación técnica, el desarrollo de sistemas que asistan en la generación de
documentación técnica y en la utilización de técnicas de realidad aumentada para el despliegue de las
instrucciones de trabajo en el taller. [10]
4.3 Solución Propuesta
La metodología de Airbus Military divide el proceso de industrialización de una aeroestructura en tres fases:
una primera fase en la que se realiza el diseño conceptual, una segunda en la que se realiza el diseño detallado
y una tercera que consiste en elaborar las instrucciones de montaje. De esta manera las instrucciones de
montaje se elaboran una vez terminado el diseño industrial de la aeroestructura, cuando toda la información de
la industrialización está disponible.
En dicha metodología el diseño industrial de la aeroestructura se realiza en, y tiene como resultado la iDMU.
Este concepto consiste en reunir en un único entono virtual una maqueta digital que contenga toda la
información que se genera y utiliza en el diseño de una aeroestructura. En la iDMU, a la maqueta digital del
producto se le añade la maqueta digital de utillaje y medios industriales y la definición de los procesos de
montaje. De esta manera en la iDMU se gestionan los tres tipos de elementos básicos para el diseño de una
aeroestructura. Estos tres elementos básicos se organizan en las correspondientes estructuras de Producto,
Procesos de Montaje y Recursos. En esta iDMU es posible establecer relaciones entre los elementos de
Procesos de Montaje y los elementos del Producto y Recursos vinculados con cada proceso. Estas relaciones
se establecen de manera que permitan diseñar en contexto y validar los tres elementos del modelo. En lo
relativo a los procesos de montaje, la iDMU posibilita estudiar y diseñar cada proceso de montaje en contexto,
es decir en el entorno virtual formado con el estado inicial del producto y el utillaje al comienzo del proceso, al
que se pueden añadir los elementos del producto que se montan en el proceso y los elementos de recurso
utilizados para realizarlo. Este entorno virtual en la iDMU queda asociado al proceso y puede utilizarse para
validar el diseño del proceso mediante los diversos tipos de simulaciones que posibilitan las herramientas
PLM.
Una vez finalizado el proceso de industrialización, la iDMU contiene toda la información de cada proceso de
montaje, tanto los metadatos, la información 3D como las simulaciones de validación del proceso de montaje.
Ahora es posible elaborar las instrucciones de montaje de cada proceso utilizando su información asociada en
la iDMU. Al igual que la iDMU, las instrucciones de montaje pueden elaborarse con todas las funcionalidades
que proporcionan las herramientas PLM.
El segundo avance planteado en la solución propuesta por Airbus Military es la adaptación de las instrucciones
de montaje a los diferentes tipos de operaciones de montaje aprovechando todas las tecnologías actuales,
especialmente las de realidad aumentada, superando el formato de texto ilustrado actual que no se considera
adecuado para todas las operaciones de montaje. Se quiere aprovechar el potencial que ofrecen las tecnologías
actuales para integrar la información necesaria y además presentarla de la manera que más ayude a la
ejecución de la operación de montaje.
El tercer avance perseguido consiste en reducir al máximo la carga de trabajo necesario para elaborar y
evolucionar las instrucciones de trabajo. Dado que las instrucciones de trabajo no generan nueva información,
sino que presentan la información ya generada en el proceso de industrialización, su elaboración y evolución
son un trabajo redundante y de poco valor añadido que conviene automatizar en el mayor grado posible.
Como cuarto y último avance se pretende desarrollar las tecnologías y equipos que proporcionen la
accesibilidad a las instrucciones de montaje en todo tiempo y lugar. [10]
31 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
4.4 Proyectos Realizados
La implementación de la solución propuesta por Airbus Military no es inmediata, requiere un proceso de
investigación y desarrollo para encontrar las soluciones metodológicas y tecnológicas que permitan conseguir
todos los beneficios potenciales.
Airbus Military ha realizado varios proyectos de I+D+i en colaboración con empresas de Ingeniería y TIC,
Centros de Investigación y Universidades, para avanzar en la implementación de la solución propuesta. Cada
proyecto ha dado lugar a la realización de un prototipo o un demostrador que ha sido ensayado y puesto a
punto en las instalaciones de Airbus Military en Sevilla, principalmente en la línea de montaje final del avión
Airbus A400M y de los aviones CN-235 y C295. Estos proyectos se relacionan y comentan a continuación,
todos extraídos del artículo de Mas et al. [10]
4.4.1 Proyecto SUN – Sistema de ayUda al moNtaje
Sistema de ayuda al operario en el montaje en zonas de difícil acceso y donde el empleo de documentación en
papel utilizando ambas manos es difícil o penoso (Figura 4-4).
Las principales funcionalidades proporcionadas son:
Comunicación inalámbrica audio/video entre los componentes del equipo de trabajo y el jefe de
equipo.
Acceso a las instrucciones de trabajo mediante comandos de voz. Lectura de los mismos con un
sintetizador y presentación en pantalla.
Dispositivo de control de hombre muerto para uso en lugares donde sea necesario.
Componentes comerciales, de manejo sencillo y peso y tamaño reducido.
Figura 4-4. Sistema SUN de ayuda al operario en zonas de difícil acceso
Los puntos a destacar en este proyecto han sido las pruebas de comunicaciones inalámbricas en el interior de
un fuselaje metálico, el desarrollo de un sintetizador y un reconocedor de voz, de un módulo gestor de
comunicaciones para el envío y la recepción de audio, video y señales de control así como el desarrollo de un
algoritmo de balanceo del ancho de banda.
Creación de IT de montaje aeronáutico
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32
4.4.2 Proyecto SAMBA-Laser – Sistema de Ayuda al Montaje BAsado en Laser.
Sistema de presentación de información mediante proyección laser.
Las principales funcionalidades proporcionadas son:
Calibración de la posición del proyector respecto a la zona de trabajo.
Proyección de la información directamente sobre la zona de trabajo.
Indicación de la secuencia de ejecución de los pasos elementales del proceso.
Presentación de la información particular de cada paso elemental del proceso.
Interacción con el operario de montaje utilizando un menú icónico.
Los puntos a destacar en este proyecto han sido el desarrollo de un módulo especifico en CATIA v5 de
Dassault Systems para la programación directamente sobre la iDMU y el desarrollo de un post-procesador
para la personalización de la salida neutra de CATIA v5 al laser utilizado de la empresa Virtek (Figura 4-5).
Figura 4-5. Sistema SAMBA-LASER de proyección laser de información sobre la zona de trabajo
33 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
4.4.3 Proyecto MOON – assembly Oriented authoring AugmeNted reality.
Prototipo demostrador de ayuda al montaje de instalaciones mediante el uso de realidad aumentada (Figura 4-
6). El desarrollo está basado en una patente de Airbus Military.
Las principales funcionalidades proporcionadas por el sistema son:
Calibración de la posición del equipo respecto a la zona de trabajo.
Superposición de la maqueta virtual de la instalación y la imagen real del producto.
Figura 4-6. Sistema MOON de ayuda al montaje de instalaciones mediante realidad aumentada
Creación de IT de montaje aeronáutico
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4.4.4 Proyecto MARS – automated shop-flooR documentation updating System.
Sistema de ayuda a la inclusión de imágenes, ilustraciones, listas de partes y referencias en instrucciones de
montaje y su actualización automática. En el desarrollo de este proyecto se tomaron como referencia trabajos
sobre sistemas de ayuda para la generación de documentación. La Figura 4-7 muestra un ejemplo de
instrucción de trabajo generada con el sistema MARS.
Las principales funcionalidades proporcionadas por el sistema son:
Inserción a partir de una DMU preparada al efecto, manteniendo la vinculación con la misma y su
actualización.
Aviso de evolución de la DMU y actualización automática de las ilustraciones, listas de partes y
referencias, previa petición de conformidad.
Figura 4-7. Sistema MARS de ayuda a la inserción de ilustraciones.
35 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
Concision dans le style, précision dans la pensée,
décision dans la vie.
-Victor Hugo-
5 LA HERRAMIENTA 3DVIA COMPOSER
n este capítulo se recopilan los principales productos de la marca 3DVIA, entre ellos
3DVIA Composer, la respuesta de la compañía Dassault Systèmes para la generación de catálogos
interactivos y otros entregables a partir de los modelos CAD existentes.
5.1 Introducción
El uso de 3DVIA Composer simplifica y mejora la capacidad para crear imágenes y procedimientos
interactivos destinados a todo tipo de documento asociado al modelo CAD, por lo que su uso supone un
complemento muy interesante a los programas de diseño asistido por ordenador. En primer lugar se hará
una presentación del programa, remarcando sus principales paneles y funciones, que en posteriores
capítulos serán utilizados para crear el catálogo. Una vez explicado el programa, se hará un repaso sobre
las principales alternativas existentes en el mercado.
5.2 3DVIA
3DVIA es una marca de la compañía Dassault Systèmes. Fue creada en 2007, enfocada en el desarrollo
de la creación 3D, edición y herramientas de alojamiento para los mercados profesionales y de consumo.
Los productos de la compañía están dirigidos a profesionales de la fabricación, diseño y marketing con
una misión clara de utilizar la tecnología 3D como medio de comunicación.
3DVIA proporciona:
3DVIA Community. Es una red social para diseñadores, profesionales, y admiradores del 3D en
general.
3DVIA Composer. Es un software de comunicación técnica que permite a los usuarios generar
catálogos utilizando modelos 3D.
E
La Herramienta 3DVIA COMPOSER
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36
3DVIA Hosting. Permite a los usuarios alojar, manipular y acceder a sus modelos 3D desde
internet.
3DVIA Mobile. Es un visor de modelos 3D para plataformas con el sistema operativo iOS.
3DVIA Shape. Es una aplicación online y gratuita para el diseño en 3D. Permite a los usuarios
crear y compartir sus modelos a través de 3D community.
3DVIA Store. Permite a los usuarios simular de forma realista pequeños ajustes dentro de
ambientes 3D.
3DVIA Studio. Es un entorno interactivo de autoría de aplicaciones que fue diseñado para
soportar grandes datos CAD y usarlos para simulación en juegos y simuladores.
5.3 Conceptos básicos 3DVIA Composer
En la Índices de palabras, la interfaz de usuario de 3DVIA Composer se compone de varios paneles
principales. En la Figura 5-1 se visualiza la posición de los paneles y barras de herramientas en la interfaz
gráfica de usuario.
Figura 5-1. Interfaz de usuario
En la ventana de visualización de la escena 3D, aparecen los actores del modelo que se quieren mostrar
en la ilustración. Los actores del modelo se pueden mostrar u ocultar, cambiar su posición y propiedades.
Hay dos tipos fundamentales de actores:
ACTORES TIPO GEOMETRY. Corresponden a las piezas, ensamblajes o componentes.
ACTORES TIPO COLABORATIVO. Son los elementos que permiten marcar y realizar las anotaciones
de las vistas. Corresponden a los marcadores, anotaciones, medidas, etiquetas, callouts, flechas…
Por otra parte, la ventana de navegación del modelo 3D, contiene tres elementos fundamentalmente, los
cuales se explican a continuación.
37 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
VIEW MODE/ANIMATION MODE (A)
Es la opción que permite cambiar este el modo visualización y el modo animación. Se extenderá la
información sobre este modo en el capítulo 6.
COMPASS. (B)
Ayuda en la orientación del producto 3D. Las fechas roja, verde y azul indican los ejes X, Y y Z
respectivamente. Haciendo clic en la flecha correspondiente a una dirección o cara del compás se orienta el
modelo en esa dirección.
TRIANGULO (C)
Indica el panel activo, útil en el caso de que tengamos la ventana partida en múltiples paneles.
Figura 5-2. Elementos fundamentales ventana modelo 3D
La barra de acceso rápido que se encuentra situada por encima más de la ventana, se puede configurar
mediante el botón específico de la barra que está simbolizado por una línea y una flecha hacia abajo. Si
se pulsa el botón se pueden seleccionar las funciones que pueden visualizarse en dicha barra.
Figura 5-3 Barra de acceso rápido
Las pestañas superiores, que se encuentran bajo la barra de acceso rápido, te permiten acceder a las
funcionalidades más empleadas. Cada una de las pestañas incluirá varias barras o conjuntos de herramientas,
agrupadas por funcionalidades. Se puede minimizar pulsando el botón de minimización que se encuentra en la
parte superior derecha, y está representado por una flecha hacia arriba o las teclas CTRL+F1. En la Figura 5-4
se puede visualizar la barra con las pestañas y las diferentes funcionalidades.
Figura 5-4. Pestañas Barras de herramientas
La Herramienta 3DVIA COMPOSER
38
38
En el menú desplegable de la ventana WORKSHOPS, se puede acceder a ciertos módulos de 3DVIA
Composer denominados Workshops. En la Figura 5-5 se pueden ver las diferentes ventanas de WORKSHOPS
que existen.
Figura 5-5. Opciones ventana Workshops
La ventana properties, se pueden visualizar y editar las propiedades de los actores seleccionados. En la Figura
5-6 se visualiza a la derecha la ventana de propiedades.
Figura 5-6. Ventana Properties
El panel izquierdo, contienen varias pestañas diferentes. Entre ellas destacan, la Assembly, Collaboration,
Views y BOM.
La pestaña ASSEMBLY permite navegar y gestionar la estructura de producto. Se puede seleccionar los
actores de la geometría haciendo click en las cajas que acompañan cada uno de los nombres en el árbol.
La pestaña COLLABORATIONS, permite visualizar la lista de elementos que sirven para marcar y realizar
anotaciones, categorizados.
39 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
La pestaña vistas, permite al usuario visualizar un resumen de todas las vistas que se han generado en el
programa y una previsualización de las mismas.
La pestaña BOM (Lista de materiales), muestra un panel con la lista de partes, con sus IDs, cantidades, meta-
propiedades y otras propiedades.
Indicar que la configuración de las ventanas que aparecen en la interfaz gráfica de usuario de 3DVIA
Composer, se pueden modificar en la pestaña WINDOW, en la barra de herramientas Show/Hide. En las
opciones, seleccionar las cajas correspondientes a Assembly Tree, Collaboration Tree, BOM Tree, Views
y Properties, que se visualizan en la Figura 5-7.
Figura 5-7. Ventana WINDOW barra herramientas Show/Hide
Dichas ventanas aparecerán fijas en el área de trabajo, y se pueden volver flotantes, haciendo clic derecho
sobre el icono de la flecha hacia abajo que se encuentra en el marco de la ventana que aparece a la izquierda y
seleccionando la opción de Floating.
Figura 5-8. Opciones fijar/mover ventanas
Para explorar el modelo 3D, se puede realizar las operaciones básicas de manipulación como zoom, rotar
o mover. Estas operaciones se pueden realizar directamente con el ratón.
Para aumentar o hacer zoom in en el modelo, mover la rueda central del ratón hacia delante. En caso de
querer alejar, mover hacia atrás.
Para rotar el modelo presionar el botón derecho y arrastrar el ratón en la dirección en la que se quiere
rotar el modelo.
Para mover el modelo, presionar la rueda central y arrastrar en la dirección en la que se quiera mover el
modelo.
La Herramienta 3DVIA COMPOSER
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En la siguiente imagen, Figura 5-9, se visualizan los tres movimientos básicos para manipulación del
modelo.
Figura 5-9. Movimientos básicos ratón manipulación modelo
Estas opciones se pueden activar mediante las opciones que se encuentran en la barra de herramientas
NAVEGACIÓN de la pestaña HOME.
Figura 5-10. Herramientas de navegación
Para seleccionar los elementos del modelo, hacer clic sobre el elemento en la ventana de visualización
del modelo 3D o en la ventana ASSEMBLY, seleccionar en el árbol del producto el nodo del elemento
que se desea seleccionar.
Si se desea seleccionar un conjunto de elementos del ensamblaje existen tres opciones:
A. Arrastrar el ratón y seleccionar múltiples actores.
B. Seleccionar un actor, manteniendo pulsada la tecla CTRL e ir seleccionando los restantes.
C. Seleccionar el primer actor, manteniendo pulsada la tecla SHIFT y seleccionar los otros actores. Este
método invierte el estado de selección de los actores.
Otra opción para seleccionar elementos con determinadas características comunes, se puede hacer uso de la
opción SELECT, que se encuentra en la pestaña HOME, en la barra de herramientas NAVIGATE. Existen
diferentes opciones para seleccionar actores.
41 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
Figura 5-11. Opciones selección de elementos
La funcionalidad de las opciones más significativas para selección de los actores se recoge en la siguiente
tabla.
Tabla 5-1. Opciones herramienta selección de elementos
OPCION FUNCIONALIDAD
Seleccionar actores del mismo color
Seleccionar todas las instancias de la geometría
seleccionada.
Seleccionar todos los actores contenidos enteramente
por una selección esférica. Se ha de hacer clic en el
lugar en que se quiere posicionar el centro de la esfera y
clic de nuevo para finalizar la selección.
Seleccionar todos los actores que están contenidos o
intersectados por la esfera.
Invierte la selección actual. Comando CTRL+I
Seleccionar todos los actores. CTRL+A
Seleccionar todos los actores que no se han exportado a
3DVIA Studio.
La Herramienta 3DVIA COMPOSER
42
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5.4 Otros programas en el Mercado similares a 3Dvia Composer
Se ha elegido 3DVIA Composer porque siendo tremendamente intuitivo, es uno de los programas más
completos y lleno de posibilidades para la realización de documentos técnicos. Sin embargo existen en la
actualidad otras aplicaciones enfocadas a la documentación del producto:
Cortona 3D RapidManual: Es una herramienta para producir de manera rápida y sencilla
manuales interactivos, mediante el uso de animaciones 3D. Dejando de lado la tradicional lectura
de manuales y sustituyéndola por algo mucho más comprensivo. El modo de trabajo con esta
aplicación consiste básicamente en crear animaciones y sincronizarlas con las instrucciones, de
tal manera que se puedan detallar los pasos a medida que avanza la animación.
Figura 5-12. Cortona 3D RapidManual
Además, permite aumentar, rotar e interactuar con el modelo 3D. Cortona 3D proporciona a los
diseñadores la capacidad de crear catálogos interactivos o documentación animada en 3D a partir de
modelos existentes de CAD.
43 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
Quadrispace Es un software destinado a crear y actualizar documentación destinada a los
clientes. Los documentos son creados con calidad y rapidez. Acelera la creación de instrucciones
3D, ya sean documentos impresos o interactivos, reduciendo los tiempos de elaboración y
asegurando la comprensión por parte del usuario final.
Figura 5-13. Quadrispace
Con Quadrispace se pueden crear de manera sencilla instrucciones, manuales, catálogos, y
elementos auxiliares como imágenes de alta resolución a partir de modelos tridimensionales
existentes.
Autodesk Inventor Publisher. Es la solución de la compañía Autodesk enfocada a la creación
de manuales y catálogos a partir de modelos CAD existentes. Permite generar documentación
impresa o interactiva. El uso de esta herramienta supone una ayuda para incrementar la
competitividad, reduciendo los costes y tiempos de documentación
Figura 5-14. Autodesk Inventor Publisher
Permite crear manuales técnicos, instrucciones de ensamblaje, guías de usuario y otros tipos de
documentos técnicos. Además, dispone de aplicaciones gratuitas para visualizar los catálogos
desde móviles que corran bajo el sistema operativo Android o bien iOS.
Aplicación Práctica
44
44
El arte del ingeniero es el arte de lo posible
- Santiago Calatrava-
6 APLICACIÓN PRÁCTICA
n este capítulo se va a tratar la cuestión de cómo crear una Instrucción de Trabajo con 3DVIA
Composer, a través de un ejemplo práctico sobre el modelo Catia de un tren de aterrizaje. Para ello
se identificarán todos los pasos necesarios con el fin de componer un documento lo más didáctico
posible.
Como introducción se hará una descripción del modelo que se utilizará para la aplicación. En este caso, se
ha escogido un tren de aterrizaje similar al que montan aviones militares de transporte (C-295 o A400M).
El primer paso va a consistir en generar las ilustraciones técnicas que se insertarán en la plantilla de la
Instrucción de Trabajo.
El segundo paso consistirá en la inclusión de las ilustraciones técnicas dentro de la plantilla de la
Instrucción de Trabajo.
Finalmente como complemento a la Instrucción de Trabajo, se genera una animación que ayudará a
realizar la tarea de montaje.
6.1 El Modelo
6.1.1 Funcionamiento
Durante el aterrizaje, el tren debe absorber la energía cinética producida por el impacto. La cubierta es el
primer elemento que absorbe tal impacto, pero no es suficiente; así el tren de aterrizaje debe poseer un sistema
de amortiguación para poder disminuir el impacto.
La velocidad de descenso de un avión en el aterrizaje, en el momento de impacto con el suelo, es decisiva para
la absorción de trabajo de los amortiguadores.
La expresión “energía de descenso” se emplea frecuentemente y es la energía cinética arbitrariamente asociada
con la velocidad vertical. El sistema debe absorber la energía cinética, equivalente a la caída libre del peso del
avión desde 80 cm. de altura.
E
45 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
El peso total del avión, su distribución sobre las ruedas principales y la proa o popa, la velocidad vertical de
aterrizaje, la cantidad de unidades de ruedas, las dimensiones y presión de las cubiertas y otros, son los factores
que influyen sobre la amortiguación del choque y ésta debe ser tal que la estructura del avión no esté expuesta
a fuerzas excesivas.
Entonces, la función del amortiguador del tren de aterrizaje es reducir la velocidad vertical del avión a cero, en
tal forma que la reacción del suelo nunca exceda de un cierto valor, generalmente un múltiplo del peso del
avión, en el aterrizaje.
Otra de las finalidades es permitir al avión que se desplace sobre tierra, tanto en carrera de despegue, aterrizaje,
y trasladarse de un lugar a otro llamado comúnmente (TAXI) y para poder estar posado sobre tierra.
Se ha escogido un modelo similar al tren de morro de aviones con trenes retráctiles. Estos se usan en aviones
de gran tamaño, y por ser retráctil ayuda a mejorar los coeficientes de resistencia aerodinámica cuando son
retraídos durante el vuelo.
El funcionamiento del tren viene dado por el funcionamiento de su montante amortiguador, que es el de
transformar la energía cinética de descenso en incremento de presión de un líquido y un gas que se encuentra
dentro de este (en el momento que el avión aterriza).
Este montante amortiguador está constituido por un cilindro que en su parte superior va tomado a la estructura
del avión y por su parte inferior posee un pistón hueco que a su vez en su interior se desplaza otro pistón. En la
parte superior del pistón hueco existen dos válvulas que permiten el pasaje de cierta cantidad de líquido.
Aplicación Práctica
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6.1.2 Descripción de Partes
Para ello utilizaremos el BOM del modelo y el árbol que 3DVIA Composer proporciona, que de forma gráfica
identifica cada uno de los elementos que conforman el tren de aterrizaje y relación Padre/Hijo con el resto de
elementos.
Figura 6-1. Descripción del modelo
1. Lower Rod: barra inferior que forma el sistema amortiguador, se desliza por el interior del Upper.
2. Upper Rod: barra superior que forma el sistema amortiguador, es la unión con el resto de la aeronave.
3. Tyre: neumático, elemento que aporta amortiguación y a su vez, permite el Taxi. Está diseñado para
soportar grandes presiones y ser capaz de desalojar grandes cantidades de agua.
4. Brake Rotor: mecanismo hidráulico que permite frenar al presionar los discos de freno.
5. Brake Drum: llanta interior que protege el Rotor de Freno y sobre la que se monta el neumático.
6. Wheel Rim: llanta exterior.
7. Lower Fitting: Herraje de unión entre la barra superior e inferior. Tiene movimiento de giro cuando se
produce el contacto con la pista de aterrizaje.
8. Upper Fitting: Herraje, con la misma función que el Lower. Ambos tiene un movimiento solidario del
uno respecto al otro.
9. Lower Bolt: bulón que une la barra inferior con el Lower Fitting.
10. Medium Bolt: bulón que une ambos herrajes.
11. Upper Bolt: bulón que une la barra superior con el Upper Fitting.
47 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
12. Nut: Tuerca que fija el bulón al herraje o a cada una de las barras.
13. Wheel Bearing: es al igual que la tuerca un elemento de fijación, que en este caso hace permanete la
unión entre el conjunto móvil ‘Rueda’, formado por las llantas, Freno y neumáticos, y la barra
inferior.
14. Grease Cap: embellecedor y a la vez, también actúa como retenedor de algún escape de aceite que
haya dentro del conjunto amortiguador.
15. Disc: discos de frenos que se encuentran dentro del Rotor de Freno.
Figura 6-2. Árbol del modelo
Aplicación Práctica
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6.2 Creación de Ilustraciones Técnicas
6.2.1 Introducción
Para generar una ilustración técnica mediante 3DVIA Composer, se va a seguir el procedimiento que se
presenta a continuación.
a) Importar y abrir el modelo
b) Posicionar el modelo en la ventana de navegación
c) Cambiar la apariencia del renderizado
d) Incluir anotaciones y elementos de detalle
e) Generar la ilustración técnica
Seguidamente se explican todas las herramientas de 3DVIA Composer que se pueden emplear en los
pasos anteriores.
6.2.2 Importar y abrir modelo.
El primer paso para generar la imagen explicativa del proceso, será la importación del modelo en 3dxml a
la interfaz del usuario.
Para importar el modelo, seleccionar la opción ABRIR de la pestaña FILE, y seleccionar en el menú
desplegable del campo TIPO de la ventana Abrir, la opción de 3dxml.
En la parte inferior de la ventana, seleccionar las opciones de importar instances names, si se quiere que
aparezca en el árbol junto a los nombres o names de cada una de las piezas, los nombres de los instance
names de Catia. El nombre de los elementos y ensamblajes que aparecen en el árbol de la estructura de
producto la ventana Assembly en 3DVIA Composer, es el que Catia v6 va a asignar para realizar el
almacenamiento y la búsqueda de los mismos en la base de datos propia.
Figura 6-3. Abrir modelo
49 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
En el caso en que se requiera abrir un fichero, ya existente elaborado y guardado en el formato tipo smg de
3DVIA Composer, para actualizar la documentación en base a una ilustración anteriormente realizada,
seleccionar en FILE> OPEN, y el archivo tipo .smg correspondiente.
¿Por qué el formato 3dxml?
El formato CATProduct que contiene el modelo en Catia contiene información detallada de todo el proceso
de diseño, como sketchs, cuerpos principales o superficies; sin embargo, en 3DVIA lo único que interesa
es el sólido final de cada pieza, por lo que todos esos elementos de construcción no hacen más que
ralentizar las animaciones y cambios de vista.
Teniendo en cuenta la lista de formatos importables en 3DVIA, y de exportables de Catia
V5, se puede hacer un testeo, observando qué formatos de archivos dan menos problemas a la hora de
manejarlos con 3DVIA.
La conclusión es que exportando el conjunto de Catia en formato 3dxml mejoraba notablemente el
rendimiento en 3DVIA, además de no aparecer como visibles elementos que no deberían serlo, por lo que
se trabaja con dicho formato. En este caso el árbol de ensamblaje es bastante simple, conteniendo para
cada pieza únicamente el nombre del producto, y como subordinado los subcomponentes.
Figura 6-4. Árbol de ensamblaje.
6.2.3 Posicionar el modelo en la ventana de navegación
El segundo paso, será posicionar el modelo 3D en la posición que se requiera. Para ello, alinear la cámara
de visualización del modelo a la posición que se requiera, escogiendo un punto de vista preferido, en la
opción ALIGN CAMARA de la pestaña HOME. En la Figura 6-5, se pueden observar las diferentes
opciones para cambiar la vista del producto en la ventana de navegación del modelo 3D.
Aplicación Práctica
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Figura 6-5. Align Camera
Se puede seleccionar el punto de vista de la cámara con los siguientes comandos:
ALT+TECLAS DE FLECHA: Movimiento de cámara.
CTRL+TECLAS DE FLECHA: Rotación de cámara.
SHIFT+TECLAS FLECHA DERECHA/IZQUIERDA: Cambiar punto de vista.
Otra opción para mover la vista en el espacio del modelo hasta conseguir la posición concreta que se está
buscando, consiste en crear una vista personalizada, mediante las funciones MOVER y girar
en la barra de herramientas Navigate de la pestaña HOME.
Otra opción de modificar la vista del modelo es la de ampliación/reducción. Es decir, se puede acercar
alejar el modelo con la función Zoom in y Zoom out de la barra de herramientas HOME.
En la Figura 6-6 se muestra la pestaña HOME, señaladas todas las opciones disponibles de la barra de
herramientas NAVIGATE, para cambiar la vista de la ventana navegación del modelo.
Figura 6-6. Árbol de ensamblaje.
Para realizar el explosionado del conjunto o separación de las piezas de un ensamblaje y visualizar el total
de las piezas separadas respecto a su posición normal de trabajo, se tienen tres funciones Linear,
Spherical y Cylindrical, en la pestaña TRANSFORM. En la Figura 6-7 se presenta la pestaña
TRANSFORM, en la que se encuentran las tres funciones anteriores enmarcadas en rojo.
51 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
Figura 6-7. Barra de herramientas TRANSFORM (Explosionado conjunto)
Al pulsar la opción de linear, aparece en la ventana de navegación del modelo, un eje de coordenadas (Fig. 6-
8), en el que se ha de seleccionar la dirección en que se quiere efectuar el movimiento lineal de los
componentes del conjunto seleccionado.
Figura 6-8. Eje de coordenadas para explosionado
Aplicación Práctica
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6.2.4 Renderizado
En función de las necesidades de visualización del conjunto o las piezas, se seleccionan unas opciones u
otras de renderizado, que se pueden encontrar en la pestaña RENDER, en la barra de herramientas Mode.
Figura 6-9. Herramientas básicas apariencia renderizado
Otra opción interesante que permite el programa, es la de variar el estado de visualización de las piezas
seleccionadas, cambiando la opacidad, ocultando y visualizando elementos. Estas opciones se encuentran en la
pestaña de HOME en la barra de herramientas de VISIBILITY, la cual se muestra en la siguiente imagen.
Figura 6-10. Barra de herramientas VISIBILITY
Aplicar un material en 3DVIA Composer tiene una finalidad meramente estética, y las herramientas que
se usan para conseguirlo permiten elegir entre un color y el tipo de superficie de cada objeto, por lo que
no se dispone de un catálogo de materiales sino que se debe crear una apariencia similar al material que
se desea simular.
Para imitar, por ejemplo, el aspecto del acero basta con aplicar un color grisáceo y una superficie metálica
seleccionando previamente todas las piezas de acero:
Figura 6-11. Selección de material
53 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
Otra forma de hacerlo es aplicar primero el material a una pieza y posteriormente copiarlo a las demás
utilizando la herramienta Copy Apearence Properties , que copia a la pieza seleccionada
previamente las propiedades de la pieza que se pulse a continuación.
Comparamos en la siguiente figura el aspecto sin y con renderizado.
Figura 6-12. Aspecto sin y con renderizado
6.2.5 Incluir anotaciones y elementos de detalle
Para realizar anotaciones tipo texto complementarias, se pueden generar cuadros de Texto 2D, en la
pestaña AUTHOR en la barra de herramientas PANELS se selecciona la opción Text 2D y se hace click
sobre el navegador donde aparece el modelo tridimensional.
Figura 6-13. Pestaña AUTHOR 3DVIA Composer
Inmediatamente se genera una ventana de texto 2d como el que se muestra en la Figura 6-14.
Figura 6-14. Ventanas texto 2D
En la ventana propiedades, si se deselecciona la opción Autofit y Keep aspect radio, se pueden modificar
tanto el tamaño como las dimensiones de la caja de texto variando los valores de los parámetros que
Aplicación Práctica
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aparecen en la ventana PROPERTIES, cuando se selecciona el panel de texto correspondiente. En la
siguiente imagen se pueden ver los campos a completar con los parámetros de posicionamiento, respecto
a la izquierda LEFT, arriba TOP y las dimensiones WIDTH y HEIGHT.
Figura 6-15. Opciones ventana Properties
Otra de las herramientas muy útil de la pestaña AUTHOR, en la barra de herramientas ANNOTATIONS
es la de LABEL.
Se selecciona la pieza a la que se quiere colocar una etiqueta y se activa la opción LABEL. Aparece una
etiqueta cuya flecha está unida a la pieza en cuestión.
Por defecto, en la etiqueta label, aparece el nombre o name que asigna automáticamente Catia v6 en la
base de datos para identificar al elemento. Para cambiar el texto que aparece, hacer doble click sobre la
etiqueta o seleccionar la etiqueta y en la ventana PROPERTIES en el campo TEXT, escribir el texto que
se quiere que aparezca.
55 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
Figura 6-16. Ejemplo de vista con Labels
Como aportación adicional y profundizando en el tema de Etiquetas, 3DVIA permita la opción de
multilenguaje. Esto permitirá de manera automática cambiar a distintos lenguas utilizando las
metapropiedades. Se haría de la siguiente forma:
1. Generar una hoja Excel nombrando los componentes del árbol en varios idiomas.
Figura 6-17. Excel base para multilenguaje
2. Añadiremos meta-propiedades que llevarán como título los diferentes idiomas entre los que se quiera
cambiar. Una vez creadas, tendremos que introducir dentro de la propiedad (Idioma), para cada
elemento su designación correspondiente. Después generaremos Labels como se ha explicado más
arriba.
Aplicación Práctica
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Figura 6-18. Meta propiedades multilenguaje
3. Y como último paso sólo queda movernos de un lenguaje a otro, que es tan sencillo como seleccionar
todas las anotaciones (labels) y en el cuadro de propiedades en la casilla Text escoger el lenguaje
deseado. Ver figura siguiente.
Figura 6-19. Elección de lenguaje
57 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
6.2.6 Asignación de IDs y generación de Callouts y BOM
Otras de las herramientas altamente funcionales para realizar anotaciones e identificación de los
elementos en la imagen, es la asignación de IDs y la generación de CALLOUTS.
En la Figura 6-20, se muestra la interfaz de usuario en la que aparece a la derecha la ventana de
WORKSHOPS de BOM, donde se encuentran las funciones para realizar la generación de CALLOUTS,
o identificadores de elementos y la tabla del BOM o lista de materiales.
Figura 6-20. Ventana WORKSHOP BOM
A la ventana de BOM Workshops, se accede mediante el icono que se encuentra más a la derecha de la barra
de herramientas de la ventana PROPERTIES del elemento o ensamblaje seleccionado, que está remarcado en
la siguiente ilustración. Otra opción para visualizar la ventana BOM Workshops, es a través del icono BOM,
que se encuentra en la pestaña WORKSHOPS, de la barra de herramientas Publishing.
Aplicación Práctica
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Figura 6-21. Ventana Properties BOM
En la anterior imagen, en la ventana PROPERTIES, aparece un campo que se ha denominado BOM ID. Para
asignar individualmente a un elemento el valor del ID que se requiera, se selecciona el elemento que se quiere
asignar un ID y se cambia el valor de este campo. Para visualizar el CALLOUT o etiqueta que identifica al
elemento con el ID BOM indicado, se selecciona la opción de la pestaña AUTHOR que se encuentra en la
barra de herramientas ANNOTATIONS. El resultado, se crea una etiqueta circular, nombrando con un número
al elemento en la ventana de visualización del modelo 3D.
Figura 6-22. Ejemplo de Callouts
59 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
Si se quiere realizar la asignación a un nodo raíz, se selecciona éste en la ventana ASSEMBLY y en el panel
de propiedades en el campo ID BOM y se teclea el valor que se quiera asignar.
Para asignar un conjunto de IDs aleatoriamente, será necesario seleccionar el conjunto del modelo y en la
ventana de WORKSHOPS BOM, seleccionar la opción SELECTION del desplegable de APPLY TO, y pulsar
el botón GENERATE BOM IDs.
Para generar automáticamente los CALLOUTS con los IDs que se han asignado automáticamente en el paso
anterior, pulsar el botón CREATE CALLOUTS de la ventana WORKSHOPS BOM.
En la Figura 6-23, se presenta la ventana de Workshops recuadrados los botones en naranja de GENERATE
BOM IDs Y CREATE CALLOUTS.
Figura 6-23. Generar BOM Workshops
Los callouts que ya han sido generados, al igual que las anotaciones e imágenes, se encuentran incluidos en un
árbol de elementos, en la ventana COLLABORATION. Para cambiar la posición y el color de los callouts, se
seleccionan en el árbol y en la ventana PROPERTIES, se indican las opciones de color y posicionamiento
deseadas. Si se desactiva la casilla que se encuentra junto a ellos en el árbol de collaborations dejan de estar
activos en la vista actual.
Tras generar las identificaciones de los elementos de la lista de materiales y los denominados CALLOUTS, se
puede mostrar a modo resumen en la tabla del BOM en la ventana del modelo tridimensional. Para ello, se ha
de hacer clic en el botón de HIDE/SHOW que se encuentra en la zona inferior de la ventana de BOM
WORKSHOPS (ver Figura 6-24).
Aplicación Práctica
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Figura 6-24. Botón Hide/Show tabla de lista materiales
De la tabla del BOM, se pueden seleccionar los campos que aparecerán en la misma. Para ello se selecciona el
tercer icono de la barra de herramientas de la parte superior de la ventana de BOM, que aparece remarcado en
rojo en la imagen siguiente.
Figura 6-25. Icono seleccionar campos tabla BOM
Al pulsar el botón que se marca en rojo en la figura anterior, aparece una ventana en la que a la izquierda se
sitúa una lista de las columnas que se pueden agregar. Para ello seleccionar el campo en la columna de la
izquierda y con los botones de las flechas centrales, mover hacia el lado derecho de la ventana (Ver Figura 6-
26).
61 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
Figura 6-26. Ventana de configuración de tabla BOM
Para dibujar elementos como flechas, círculos, polilíneas se ha de escoger las funciones que existen en la barra
de herramientas Markups, de la pestaña AUTHOR, señalada en rojo en la Figura 6-27.
Figura 6-27. Marcadores flechas/círculos/polilíneas
Otras de las anotaciones, que se pueden realizar sobre el modelo 3D, son las medidas. Las funciones de
3DVIA Composer para realizar mediciones se encuentran en la pestaña AUTHOR, en la barra de herramientas
MEASUREMENTS. (Figura 6-28)
Figura 6-28. Herramientas de medición
Aplicación Práctica
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Por último, indicar que para generar detalles de la pieza o conjunto concreto, se puede hacer uso de la
herramienta DIGGER, que se encuentra en la pestaña HOME en la barra de herramientas VISIBILITY. O
se activa mediante el grupo de teclas CTRL+D.
Al activar la herramienta Digger en la ventana de navegación del modelo 3D un círculo con un marco con
botones. Al hacer clic sobre el icono con forma de llave inglesa que se encuentra en el borde superior, se
despliegan todas las herramientas que se pueden emplear para definir un detalle de la pieza o parte
ensamblaje que se requiera.
Figura 6-29. Digger con iconos de herramientas desplegados
El primer paso para hacer uso del Digger, consiste en variar el tamaño del área donde se muestra el
detalle, haciendo uso de la pequeña que hay en la parte inferior izquierda del borde del Digger.
El segundo paso, pulsar sobre el icono en forma de cruz que se encuentra más a la derecha en la parte
inferior del círculo y arrastrar el ratón hasta la zona del modelo sobre la que se quiere realizar el detalle.
Los botones que se encuentran en la parte superior del borde del Digger, sirven para variar el modo de
visualización del detalle.
El primero de los botones de la izquierda, que tiene dibujado un conjunto de hojas unas encima de otras,
es la herramienta de CAPAS (ONION SKIN). Ésta permite visualizar el conjunto a distintas
profundidades de los elementos. Moviendo la pestaña situada en la parte derecha del borde hacia arriba,
se profundiza en las capas visualizadas, si se mueve hacia abajo, se visualizan las capas más externas del
conjunto.
63 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
Figura 6-30. Ejemplo herramienta ONION Digger
El segundo de los botones, en forma de aspa, es el de rayos X. Permite visualizar el conjunto variando la
opacidad de los elementos, de modo que se visualicen elementos en conjuntos que pueden permanecer
traslúcidos.
Figura 6-31. Ejemplo herramienta RAYOS X Digger
Aplicación Práctica
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El tercer botón de la parte superior izquierda, es el correspondiente al corte. Permite visualizar el detalle
realizado un corte al modelo.
Figura 6-32. Ejemplo herramienta CORTE Digger
El cuarto y último botón de la barra superior izquierda, que tiene dibujado una lupa, permite aumentar el
tamaño de la zona que se ha marcado con la punta de la flecha del Digger. Se puede variar el porcentaje
de aumento moviendo la pestaña superior derecha de posición, hacia arriba para aumentar y hacia abajo
para reducir.
Figura 6-33. Ejemplo Lupa Digger
El botón con la imagen del candado, sirve para congelar el detalle que se ha realizado con las funciones
anteriores.
El icono de la bombilla, sirve para variar la luminosidad del detalle.
65 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
El icono de la cámara, sirve para tomar una imagen estática de lo que se visualiza en el Digger ocupando
la superficie del espacio de trabajo circular del mismo.
6.2.7 Crear publicación técnica
Para generar las publicaciones técnicas en 3DVIA Composer, se sigue la siguiente metodología:
Elaboración de una plantilla de documento
Introducción y actualización de la información en la plantilla
Incorporación de imágenes a plantilla
En los siguientes subapartados se explica cómo se puede elaborar la publicación técnica con el
procedimiento anterior.
6.2.7.1 Elaboración de una plantilla de documento
Se elabora una plantilla, en la que actualizar la información técnica correspondiente a la pieza o
ensamblaje del que se está describiendo un proceso cuando sea necesario.
Para crear la plantilla se comienza abriendo un nuevo proyecto y cambiando el fondo a blanco. Como
marco habrá que introducir un Vector Image 2D dentro de la pestaña Author, en la opción panels. (Fig 6-
34).
Figura 6-34. Vector Image 2D
El siguiente paso será, crear bloques Image 2D. Esto permitirá crear bloques con los que ir dando forma
al documento. Lo que se lleva definido hasta ahora será invariable para cualquier documento. Se muestra
en la siguiente figura el formato final que utilizaremos.
Aplicación Práctica
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Figura 6-35. Plantilla IT
6.2.7.2 Introducción y actualización de la información en la plantilla
Entre las ventanas que se generan, hay que distinguir entre las que son fijas y su contenido no varía de
una publicación técnica y las que el ingeniero debe cambiar el contenido en función de la necesidad
específica de cada publicación.
Respecto a las ventanas de Text 2d que cambian su contenido, se recomienda crear una capa superior para
introducir los valores de los campos que serán variables de una publicación a la siguiente. Esto significa
asignar variables o propiedades de metadatos, a cada una de ellas. Dichas variables aparecen como
campos en la ventana de propiedades del elemento, permitiendo aislar la introducción de datos de las
propiedades estándar del elemento en cuestión.
Para asignar una variable a una ventana de texto, se puede seguir el siguiente procedimiento:
1) Seleccionar la ventana text 2D.
2) Seleccionar último botón barra herramientas ventana de PROPERTIES. Se abre la ventana de
METAPROPIEDADES. Seleccionar la opción de nuevo e introducir en el campo que aparece en la
ventana Create Meta Property el valor del nombre de la variable (Figura 6-36). Seleccionar la opción,
ADD THE META PROPERTY TO SELECTION.
67 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
Figura 6-36. Asignar variable meta-propiedades a actor collaboration
Para visualizar el valor de la variable en la ventana de texto, seleccionar en el campo STRING del grupo
de propiedades TEXTO de la ventana properties. En la ventana TEXT pulsar el botón INSERT
PROPERTIES y pinchar sobre el valor del campo de la variable que aparece en la ventana
PROPERTIES. Para que aparezca una parte fija cuyo valor es constante, se escribe el texto en el campo
STRING de las variables de TEXT directamente. Es interesante indicar que se pueden asignar varias
variables a la misma ventana texto.
Figura 6-37. Asignar variable meta-dato a ventana texto
Aplicación Práctica
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3) Para introducir el valor de la variable, incluir el texto que se quiera en el campo que aparece en la
parte inferior de la ventana de properties.
Figura 6-38. Ventana introducción de texto en variable meta-propiedades
6.3 Incorporación de Ilustraciones a la plantilla de Instrucción de Trabajo
Para incorporar una ilustración a la publicación, que se ha elaborado en otra ventana de 3DVIA
Composer independiente a la que se está introduciendo la información tipo texto, seleccionar la opción
de la barra de herramientas PANELS de la pestaña AUTHOR denominada IMAGE 2D. Aparecerá en el
entorno tridimensional una ventana flotante, que se puede variar su tamaño en función se requiera,
posicionando el cursor sobre una esquina, pulsando el botón izquierdo del ratón y arrastrándolo.
Figura 6-39. Opción IMAGE 2D en pestaña
69 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
Figura 6-40. Introducir imagen en ventana IMAGE 2D
Otra opción para incorporar una vista del modelo tridimensional, consiste en dejar un espacio entre las
cajas de texto de la plantillla. De este modo, variando las opciones de visualización y propiedades de los
elementos tipo GEOMETRY y COLLABORATIONS, se puede definir una vista directamente en la zona que
no está ocupada por las ventanas de texto 2D (véase Figura 6-41).
Figura 6-41. Ventana visualización modelo tras plantilla
Aplicación Práctica
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Y cómo muestra final, obtenemos la IT con la vista que nos sea más útil para la operación que se vaya a
realizar.
Figura 6-42. Vista final de la IT
71 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
6.4 Compilación de animaciones
6.4.1 Introducción
Mediante la creación de secuencias de vídeo, es posible preparar instrucciones de montaje, análisis
detallado de las piezas, guiar al cliente por una secuencia de vistas, etc. Para acceder al módulo de edición
de vídeo basta con pinchar en el cuadro que permite alternar entre modo de vistas y modo de animación.
Con esto, se activa la línea de tiempo con todas sus herramientas.
Figura 6-43. Línea de tiempo
En la parte inferior está la propia línea de tiempo. En este espacio se irán haciendo los cambios deseados
y guardándolos cuando sea conveniente para crear una secuencia, cada vez que una posición o una vista
de cámara se almacenen aparecerá reflejado en la línea del tiempo.
Las distintas herramientas de las que se dispone son, respectivamente:
Auto-keys. Cuando está activada automáticamente una clave en la posición de la línea
seleccionada al realizar un cambio relevante en el conjunto.
Set Keys. Crea una clave que almacena todas las propiedades de las piezas seleccionadas.
Set Location Keys. Crea una clave que almacena la posición de las piezas seleccionadas.
Set Camera Keys. Captura la vista de la cámara.
Set Digger Keys. Captura las propiedades del Digger.
Set Keys with Beginning Properties. Restaura el estado inicial en el tiempo seleccionado en la
línea.
Show Keys for Selected Actors Only. Muestra las claves de las piezas seleccionadas.
Show Keys for Selected Properties Only. Muestra las claves asociadas a las propiedades
seleccionadas.
Show Location Keys only. Muestra las claves asociadas a la localización.
Herramientas de reproducción de vídeo.
Aplicación Práctica
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6.4.2 Animación de montaje
En este proyecto se creará un vídeo que aclare los pasos para montar el tren de aterrizaje, aprovechando la
total libertad y orden con el que se pueden mover las piezas.
Se partirá de una vista explosionada del conjunto. Y se irá moviendo elemento por elemento, siguiendo la
forma lógica de montaje que tendría el conjunto.
Figura 6-44. Explosionado con el que se inicia el video de montaje
Se va a explicar detalladamente cómo sería el movimiento y la grabación para uno de los elementos. Por
repetición se conseguiría el resto:
1. Se desmarca la opción Auto-Keys.
2. Se coloca el marcador de la línea de tiempo en 3 segundos.
3. Se selecciona la barra superior del actuador y con la herramienta Translate, orientando el pivote
con los ejes globales, se acerca al centro de la imagen.
4. Lo mismo hacemos para la barra inferior hasta que se encuentren las dos a poca distancia. Ver
figura 6-45.
5. Se reorienta la cámara para que se vean centradas ambas piezas.
6. Se guarda la de posición de ambas piezas. .
73 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
Figura 6-45. Primer movimiento del montaje
Hay veces que es necesario cambiar la vista de cámara, en esos casos después de modificar el punto de vista
hay que guardar dicho movimiento con el botón de la misma forma que se hace con las posiciones.
Si seguimos enlazando movimientos y cambios de cámara se irá viendo de forma continua el montaje.
Es importante destacar que también se puede hacer uso del digger en los montajes de video si queremos
resaltar en algún momento algo característico del montaje.
Figura 6-46. Utilización del digger en la animación
Aplicación Práctica
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Para dar más información al que interpreta el montaje, es posible incluir textos 2D introduciendo el
movimiento que se realizará posteriormente. (Ver figura 6-47).
Tanto el uso del digger como la inclusión del cuadro de texto tienen un procedimiento similar al explicado al
principio de este apartado.
Figura 6-47. Primer movimiento del montaje
6.5 Publicación
Por defecto, el archivo generado tiene formato .smg; este es el formato de 3DVIA Composer. Sin
embargo, para visualizar el resultado no es necesario disponer de este software; Dassault Systèmes
proporciona una aplicación totalmente gratuita destinada a la visualización de los archivos creados con
3DVIA Composer llamada 3DVIA Composer Player.
Este reproductor está disponible tanto para versiones de Windows de 32 bits como de 64 bits y se puede
descargar desde la página web de la compañía, su existencia implica que los archivos generados pueden
ser destinados a cualquier tipo de usuario, ya que sin realizar ninguna compra tendrá plenas capacidades
para visualizar el producto por las distintas vistas, la animación, e incluso orientar el modelo 3D, cambiar
el modo de representación, ocultar elementos, y otras muchas opciones que ofrece el programa para la
navegación de forma manual.
6.6 Exportar una ilustración técnica
La herramienta para exportar una ilustración técnica de 3DVIA permite crear imágenes vectorizadas del
proyecto.
Las principales ventajas de las imágenes vectorizadas son:
Se puede aumentar el tamaño de las piezas sin perder resolución.
Se pueden editar los objetos que componen la imagen.
Además, este tipo de ilustraciones permite al usuario interactuar con la tabla de materiales, ya que se
crean vínculos entre la tabla y las piezas, de tal manera que cuando se sitúe el ratón sobre una pieza, ésta
75 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
y su nombre en la lista aparecerán resaltados, y viceversa. Cabe destacar que son archivos .svg que se
abrirán por defecto con el navegador de internet, lo cual permite que se puedan integrar en la página web
del producto para ayudar a la comprensión de éste por parte del cliente.
Para crear una ilustración técnica, se abre la herramienta Technical Ilustration de la pestaña
Workshops; con ello emerge la ventana de definición de este tipo de archivos. Se pueden configurar
distintas opciones, como el ancho de las líneas, las sombras, las líneas ocultas, etc. Además se puede
generar una ilustración técnica del conjunto o solo de una parte concreta.
Conclusiones y Posibilidades futuras
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Science never solves a problem without creating
ten more.
- George Bernard Shaw-
7 CONCLUSIONES Y POSIBILIDADES FUTURAS
n este proyecto se han puesto de manifiesto muchas de las posibilidades que ofrece 3DVIA
Composer. Su uso se ha centrado en mejorar el entendimiento del modelo 3D creado, a partir de la
elaboración de documentación técnica y animaciones.
El uso de 3DVIA Composer supone un valor añadido al producto creado con Catia, y asegura en todo
momento la generación de entregables precisos y actualizables. Se pueden crear fácilmente:
Instrucciones de ensamblaje.
Manuales de reparación.
Procedimientos para el servicio al cliente.
Manuales para el usuario.
Catálogos on line.
Material de formación.
Todo ello de una manera sencilla y proporcionando un documento interactivo, teniendo en cuenta además
la posibilidad de generar otro tipo de documentación adjunta como hojas técnicas. A nivel de industria
esto implica:
Evitar los costes de repetición de tareas. Costes de tareas que no aportan valor al producto.
Lanzar productos al mercado más rápido, aumentando la competitividad.
Sacar mayor partido a los diseños 3D existentes.
Facilitar la colaboración de personal técnico y no técnico durante la fase de elaboración de
documentos.
Conseguir el ahorro en papel que supone utilizar documentos interactivos.
Evitar la utilización por error de documentos desactualizados.
Acogerse al proceso de digitalización que al que están sometidas las empresas hoy en día.
En definitiva, mejorar la calidad y el rendimiento de la producción y reducir costes de no calidad.
Podría entenderse 3DVIA Composer como una excelente herramienta de comunicación complementaria a
un software de diseño asistido por ordenador.
E
77 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
El campo de investigación futura sigue la línea de los proyectos que se han desarrollado en el apartado
4.4.
Los proyectos citados demuestran la viabilidad y los beneficios de la solución propuesta. SAMBA-Laser y
MOON han demostrado la ganancia de adaptar las instrucciones de montaje al tipo de operación de montaje
mediante las tecnologías de proyección laser y realidad aumentada. SUN ha demostrado la ganancia de
posibilitar el acceso a las instrucciones de trabajo en zonas de difícil acceso y MARS la ganancia de reducir la
carga de trabajo necesario para elaborar y evolucionar las ilustraciones de las instrucciones de trabajo.
Sin embargo se tratan de desarrollos concretos que confirman y suponen avances reales, pero que no son una
solución completa e integral para la elaboración y evolución de las instrucciones de montaje. Para su desarrollo
se necesita avanzar en dos líneas de trabajo.
En primer lugar desarrollos tecnológicos. Es necesario desarrollar las tecnologías para adaptar las instrucciones
de trabajo a los tipos de operaciones de montaje y entre los principales temas a desarrollar podemos destacar:
- Proyectores laser portables y más eficaces, mejorando la calibración de la posición del proyector
respecto al producto e incorporando el color como una información más. Añadir el trabajo
cooperativo de varios proyectores para evitar zonas de sombra. Contar con sistemas que permitan
generar la geometría de posicionado en un escenario de forma automática.
- Sistemas de realidad aumentada en los que se pueda conseguir la calibración de la posición del
equipo, geo-localización respecto al producto, sin necesidad de marcas artificiales. Capacidades para
interrogar a la maqueta virtual y comparar producto real con la maqueta virtual para facilitar las
operaciones de verificación.
- Tecnologías de comunicaciones, equipos y aplicaciones integrados que permitan el acceso a las
instrucciones de trabajo en cualquier tiempo y lugar.
En segundo lugar desarrollos metodológicos. Se precisa identificar las necesidades de información de los
diferentes tipos de operaciones de montaje y definir los correspondientes tipos y formatos de presentación de
las IT de montaje. Es necesario definir la metodología de elaboración de todos ellos a partir de la iDMU. Por
último es necesario mejorar la legibilidad de las instrucciones de trabajo y definir un lenguaje icónico que
permita reducir los textos en las mismas al mínimo imprescindible y el cambio de idioma de forma sencilla.
Se ve necesaria la automatización en la generación de plantillas para documentación técnica a partir de la
información contenida en la iDMU y las ilustraciones generadas con 3DVIA Composer.
Conclusiones y Posibilidades futuras
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79 Generación de Instrucciones de Trabajo con 3DVIA Composer.
REFERENCIAS
[1] Página oficial Autodesk. [Ref. de 15-06-2016]. Disponible en Web: http://www.autodesk.es
[2] Página oficial Cortona3D. [Ref. de 15-06-2016]. Disponible en Web: http://www.cortona3d.com
[3] Página oficial Quadrispace. [Ref. de 15-06-2016]. Disponible en Web: http://www.quadrispace.com
[4] Página oficial de Dassault Systemes. [Ref. de 15-06-2016]. Disponible en Web:
https://academy.3ds.com/en
[5] 3DVIA Composer blog. [Ref. de 1-07-2016]. Disponible en Web: http://www.3dmojo.com/tag/3dvia-
composer/
[6] 3DVIA Composer blog. [Ref. de 1-07-2016]. Disponible en Web: http://www.3dvia.com/blog/how-
to-export-catia-v5-3dxml-files-for-3dvia/
[7] Página oficial Siemens PLM Software. [Ref. de 01-07-2016]. Disponible en Web:
<http://www.plm.automation.siemens.com>
[8] JOHN STARK, Product Lifecycle Management (Volume 2): The Devil is in the Details, Third Edition
Switzerland: Springer, 2016. ISBN 978-3-319-24434-1
[9] JOHN STARK, Product Lifecycle Management (Volume 1: 21st Century Paradigm for Product
Realisation), Third Edition Switzerland: Springer, 2016. ISBN 978-3-319-17439-6
[10] F. MAS, J.L. MENÉNDEZ, J. RIOS, Soluciones avanzadas para la creación de IT de montaje
aeronáutico mediante herramientas PLM , Asociación Española de Ingeniería Mecánica, 2012
[11] FERNANDO MAS, Discovering PLM – Sector aeronáutico, Airbus Group, Madrid 2015
[12] F. MAS, M.OLIVA, J. RIOS, A. GOMEZ, V. OLMOS, J.A. GARCIA, PLM based approach to the
industrialization of aeronautical assemblies, MESIC 2015
[13] J. M. ANDONEGI, MARTÍ CASADESÚS, IBON ZAMANILLO, Evolución Histórica de los
Sistemas ERP: De la Gestión de Materiales a la Empresa Digital, Revista de Dirección y
Administración de Empresas, 2005
[14] ORLICKY, Joseph «MRP, The New Way of Life in Production and Inventory Management».
McGraw-Hill Book Company (1975)
[15] Página oficial de la revista virtual pro. [Ref. de 1-09-2016]. Disponible en Web:
http://www.revistavirtualpro.com/revista/gestion-estrategica/8
[16] BUFFA, E.S. y MILLER, J.G. «Production-Inventory Systems Planning and Control», 3rd ed.,
Richard D. Irwin, Homewood, IL. (1979).
[17] CHUNG S.H.y SNYDER C. A. «ERP adoption: a technological evolution approach» International
Journal of Agile Management Systems 2/1 (2000)
[18] COOPER, R.B. y ZMUD, R.W, «Information technology implementation research: a technological
diffusion approach», Management Science, Vol. 16 No. 2 (1990).
[19] PTAK, C.A. y SCHRAGENHEIM, E. «ERP: Tools, Techniques, and Applications for Integrating
the Supply Chain», CRC Press-St Lucie Press. (2000)
[20] Página de las Olimpiadas Nacionales de Contenidos Educativos. [Ref. de 20-09-2016] Disponible en
Web: http://www.oni.escuelas.edu.ar/2003/BUENOS_AIRES/62/tecnolog/tren.htm
Referencias
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GLOSARIO
API: Interfaz de Programación de Aplicaciones
APICS: American Production and Inventory Control Society
AR: Augmented Reality
ASD: Asociación Europea de Industria Aeroespacial y Defensa
BOM: Bill of Materials
CAD: Computer Aided Design
CAX: Computer Aided Applications
CCM: Customer Complaint Management
CM: Configuration Management
CRP: Capacity Requirements Planning
DB: Data Base
DCDB: Design Centralized Data Base
DMH: Digital Manufacturing Hub
DMU: Digital Mock-Up
DPE: Digital Process Engineering
DPM: Digital Process for Manufacturing
ECM: Engineering Change Management
ERP: Enterprise Resource Planning
I+D: Investigación y Desarrollo
ICP: International Computer Programs
iDMU: Industrial Digital Mock-Up
IT: Instrucción de Trabajo
MDE: Model Driven Engineering
MRP: Material Requirement Planning
NDT: Navigational Development Techniques
PDM: Product Data Management
PI: Propiedad Intelectual
PLM: Product Lifecycle Management
PPM: Product Portfolio Management
PPR: Product – Procesos – Recursos
Glosario
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PR: Product Recall
PWM: Product Warranty Management
QVT: Query View Transformations
RP: Resource Planning
SCM: Supply Chain Management
SHARE: Society to Help Alleviate Redundant Effort
SOI: Standard Operation Instruction
WIP: Work Instruction Planning
