Hacia la integración de la información en el proceso de fabricación industrial

IGC/DICYT Las grandes empresas se caracterizan por su deslocalización: el diseño de un producto se hace en Estados Unidos, su fabricación en China y su revisión en Alemania. Sin embargo, la información que se genera en cada proceso se registra en formatos distintos, lo que entorpece la posterior inspección del producto. En este campo, ingenieros de la Universidad de León estudian la aplicación de la norma STEP, que permite definir cualquier información relativa a un producto, en el proceso de inspección asistida por ordenador. De esta manera se agilizan los procesos y se permite mejorar la calidad en la fabricación. 

Según explica a DiCYT Joaquín Barreiro García, doctor Ingeniero Industrial experto en modelado de información en fabricación y responsable de la investigación, "todas las actividades de fabricación industrial se han automatizado, desde el diseño hasta el envío del producto al mercado". Sin embargo, "estas aplicaciones, y sus formatos de intercambio de información, se han desarrollado de forma aislada, teniendo en cuenta los requisitos de una actividad en concreto". Así, en la actualidad se pretende integrar todas las actividades de la empresa, "lo que requiere un intercambio de información que se dificulta si cada una de estas actividades trabaja con un formato distinto".

Aquí aparece STEP, una norma que permite definir cualquier información de un producto además de la estrictamente geométrica. "El diseño de una pieza industrial se hace con un programa informático (CAD), cuyo formato de salida estándar (IGES) sólo incluye información geométrica y gráfica", expone Barreiro. "Cuando se quiere llevar esta información a otro sistema, por ejemplo de planificación, no permite representar información de operaciones, y se requiere un operario para traducir esta información". En este sentido, los investigadores de la Universidad de León toman como base STEP para desarrollar modelos de información aplicados a la inspección "que sean compatibles con los de diseño y fabricación".

Más rapidez y accesibilidad

"STEP define objetos comunes de información que cada aplicación desarrolla más a fondo", argumenta el investigador. Así, se definen categorías como 'producto' (modelo, fabricante) o 'contexto de fabricación' (prototipo, serie, pre-serie), a las que los posteriores modelos de información (diseño, fabricación, etc.) pueden enlazar en un sistema jerárquico. Además, esta información común puede almacenarse en bases de datos (PDM, del inglés Product Data Management), que acumulan toda la información del producto desde que se concibe hasta que llega al mercado. "Esto facilita las inspecciones asistidas por ordenador", sostiene Barreiro.

Se consigue así mayor rapidez y accesibilidad a la información: a través de internet, cualquier eslabón de la empresa puede acceder a una base de datos común con el mismo formato de la información para conocer cualquier dato del proceso de fabricación del producto. Este sistema "sirve para realizar auditorías externas e internas, o para implantar sistemas de calidad porque facilita la trazabilidad del producto", manifiesta el ingeniero. Así, la investigación que dirige Barreiro pretende aplicar la norma STEP a la inspección de productos mecánicos con máquinas de medir por coordenadas, una máquina controlada por ordenador.

Optimizar la inspección

Estas máquinas trabajan con un formato de información propio (DMIS), pero los investigadores tratan de aplicar un formato de información basado en STEP, para que se pueda ejecutar la inspección con el mismo formato desde el programa de diseño (CAD). Hasta ahora los investigadores han contado con financiación a través de tres proyectos del Ministerio de Educación y Ciencia. El siguiente paso es tratar de representar, en un programa informático, no sólo información, sino conocimiento, como por ejemplo el que acumula un experto. El objetivo es aplicarlo a la planificación de procesos de fabricación, donde se toman las decisiones basadas en ese conocimiento. Concretamente en la planificación de la inspección.

"¿Por qué para inspeccionar una pieza la máquina ha de tomar mediciones en mil puntos cuando quizá le sirva con menos?", se pregunta, a modo de ejemplo, Barreiro. La idea es conseguir representar el conocimiento, siguiendo también las directrices establecidas por STEP, para optimizar los resultados de la inspección automática. Para ello trabajan con un programa de modelado de información desarrollado según STEP, bases de datos desarrolladas en Noruega y desarrollos de software propios en C++, para enlazar la base de datos con el CAD. 

Un cambio gracias al 'software libre'

Según el investigador de la Universidad de León Joaquín Barreiro, la principal dificultad para aplicar este formato es que "los sistemas comerciales son muy cerrados". Un ejemplo es el popular programa de diseño CAD, "un estandar de facto, pero no ISO". Sin embargo, según el ingeniero esto está cambiando gracias al software libre, que está consiguiendo que grandes empresas como Microsoft 'abran' sus programas, aunque sea a través de un conjunto de aplicaciones que permiten 'programar' sobre el programa comercial. Por desgracia, en los softwares de inspección no existe esa opción, por lo que los investigadores tienen que utilizar programas traductores para convertir el formato STEP en el propio del fabricante.