Revolucionando la fabricación aditiva: cómo el software MES y de flujo de trabajo optimizan la planificación de producción

Esta es la Parte 2 de nuestra serie sobre software MES. Descubra el resto de artículos en esta serie:

• Guía para principiantes de los Sistemas de Ejecución de Fabricación Aditiva (MES)
• Cómo la digitalización puede transformar el post-procesado y la gestión de QA en FA
• 3 formas en que la conectividad mejorará sus operaciones de fabricación aditiva

Mientras los fabricantes actuales buscan escalar sus operaciones de fabricación aditiva, los más visionarios están optimizando activamente un área clave: la planificación de producción.

La planificación de producción está en el corazón de cualquier gran estrategia de fabricación aditiva. Con los procesos adecuados de gestión y planificación de producción, los fabricantes pueden integrar exitosamente la FA en su estrategia manufacturera más amplia, ganar visibilidad completa de sus operaciones y aumentar significativamente la eficiencia.

Este artículo explorará la importancia de la planificación de producción para la FA, los retos comunes que enfrentan los fabricantes al gestionar sus operaciones, y cómo puede usar software MES para resolver estos retos —y maximizar sus posibilidades de éxito con la FA.

¿Por qué debo pensar en la planificación de producción para mi instalación de FA?

"Si no planificas, estás planificando fracasar." — Benjamin Franklin

Fabricar exitosamente piezas de FA certificadas requiere considerar cuidadosamente todo el proceso de producción. Es el resultado de una secuencia altamente integrada de pasos que deben seguirse para lograr el resultado final.

La falta de planificación de producción significa falta de control sobre el proceso de producción. Esto aumenta la probabilidad de ineficiencias en el flujo de trabajo y de pasar por alto cuellos de botella clave en el proceso.

La planificación de producción para FA es su estrategia para gestionar todo el proceso de fabricación aditiva. Cubre las etapas clave del proceso de producción de FA, como preparación de construcción, programación de producción y monitorización del estado de máquinas.

Un proceso claro de planificación de producción aporta mayor control sobre el propio proceso de producción.

El control de producción significa que tiene una visión completa de sus operaciones y puede responder a eventos en tiempo real, independientemente de dónde estén ubicadas sus instalaciones. Estas capacidades le permitirán escalar sus operaciones de FA con el tiempo.

Mientras las empresas buscan integrar la FA en sus operaciones manufactureras, ahora es el momento de considerar cómo puede optimizar sus procesos de gestión de producción para lograr máxima eficiencia y productividad.

Los 8 retos más comunes que enfrentan los fabricantes con la planificación de producción para fabricación aditiva

El 40 % de los fabricantes reportaron haber adoptado fabricación aditiva internamente, según un informe de EY. Con esta cifra destinada a crecer, nunca ha sido más importante para los OEM considerar la planificación de producción como parte central de su estrategia interna de FA.

Sin embargo, hay una serie de trampas potenciales que las empresas pueden enfrentar al establecer una estrategia de planificación clara. A continuación, ocho de los principales retos en la gestión de producción para FA.

Reto #1: Sin comprensión clara de la capacidad

Definir la capacidad existente para producción es clave para una planificación de producción eficiente.

Una evaluación realista de la capacidad de producción incluye factores como la disponibilidad de tiempo de máquina, la flexibilidad de los diversos tipos de sistemas de FA para diferentes tareas, y la disponibilidad de mano de obra cualificada en la instalación.

Sin embargo, muchos fabricantes de FA enfrentan problemas de planificación de capacidad, no menos porque dependen de datos en silos.

Usar sistemas dispares y desconectados significa que los datos a menudo necesitan sincronizarse manualmente antes de poder actuar sobre ellos. No solo añade tiempo, sino que también hace que los datos estén obsoletos antes de poder usarse.

Sin visibilidad en tiempo real de la capacidad, los fabricantes de FA lucharán por comprender plenamente su capacidad actual, llevando a previsiones inexactas de necesidades futuras de capacidad.

Reto #2: Usar tecnología inadecuada y obsoleta para programar la producción

Además de la planificación de capacidad, también hay retos en planificar actividades de producción de la fábrica de FA. Los fabricantes de FA a menudo luchan por aumentar el rendimiento y programar actividades minuto a minuto en la planta de FA.

Muchos fabricantes de FA intentan hacer planificación y programación de producción con sistemas heredados o herramientas de manipulación de datos mal equipadas para la tarea.

Por ejemplo, su sistema ERP puede incluir módulos de planificación para programación maestra de producción y planificación de requerimientos de materiales. Sin embargo, ninguno de estos sistemas de planificación fue diseñado para programar producción de FA.

Sin la herramienta correcta para el trabajo, puede ser difícil crear una programación precisa, que tenga en cuenta prioridades inesperadas y cambios que puedan surgir.

Reto #3: Un proceso manual de seguimiento de trabajos

Las hojas de trabajo manuales obsoletas son muy ineficientes comparadas con hojas de trabajo automatizadas dentro de un sistema de software.

Las hojas de trabajo impresas a menudo se pierden cuando los técnicos se las pasan unos a otros, causando retrasos. Además, este proceso no proporciona visibilidad sobre el trabajo en progreso sin estar físicamente en la planta.

Reto #4: Preparar construcciones de impresión 3D para producción

Tratar con una variedad de pedidos de muchos clientes añade otra capa de complejidad a la planificación de producción.

Los pedidos típicamente deben producirse usando diferentes materiales y tecnologías de impresión 3D, lo que significa que primero necesitan agruparse.

Los sistemas basados en papel o desconectados limitan su capacidad para agrupar pedidos y programarlos eficientemente. Tampoco proporcionan información en tiempo real y, como resultado, no puede utilizar su tiempo o capacidad a su máximo potencial.

Reto #5: Falta de visibilidad de datos

Los datos están en el corazón de toda producción de FA.

"Con todas las diferentes opciones de material y post-procesado, la fabricación aditiva puede volverse fácilmente compleja," explica Timm Kragl, Consultor Senior en Phanos GmbH.

"Para las empresas, la pregunta entonces es: ¿cómo podemos rastrear estos flujos de trabajo complejos y grandes cantidades de datos?"

Esta es una pregunta clave, ya que dentro de cualquier instalación de FA, los datos se generan en cada etapa de producción —continuamente.

Esto incluye:

• Datos generados por máquina (ej. tecnología, estado de máquina, actividad, datos de sensores),
• Datos de pieza (ej. orientación, posición, parámetros)
• Datos de material (ej. tipo de material, niveles de stock)
• Datos de post-procesado y gestión de calidad (ej. pasos de post-procesado, requisitos de cumplimiento)
• Datos para informes (ej. tasa de éxito vs. fallo de impresión, rendimiento)

Debido al volumen de datos generados a lo largo del proceso de producción, rastrear estos datos y utilizarlos para tomar decisiones importantes es un reto clave.

Reto #6: Garantizar la repetibilidad

La calidad es una prioridad clave en FA.

Particularmente para producción en serie, la fabricación aditiva debe mantener los mismos estándares que los procesos manufactureros tradicionales.

Lograr esto requiere pasos de producción repetibles y consistentes para asegurar que cada pieza cumpla los mismos requisitos.

Como resultado, documentar los pasos exactos del proceso es crítico para producir la misma pieza de alta calidad cada vez.

Sin un sistema para rastrear esto, garantizar la repetibilidad de producción se vuelve virtualmente imposible.

Reto #7: Trazabilidad operacional

¿Quién hizo ese cambio a un archivo CAD? ¿Esta pieza ya ha sido inspeccionada? ¿Qué lote de material se usó para producir este componente?

Estas (y otras) preguntas solo pueden responderse cuando hay trazabilidad de extremo a extremo en sus operaciones.

La trazabilidad significa poder rastrear cada paso de sus flujos de trabajo de FA, junto con los pasos de producción que deben tomarse en cualquier etapa.

Además, la trazabilidad significa saber exactamente qué acción se realizó en qué momento y le da una visión profunda de posibles cuellos de botella en sus operaciones.

Este conocimiento es clave para entender y optimizar el rendimiento de sus operaciones.

Y sin embargo, la trazabilidad es increíblemente difícil de lograr, particularmente si opera múltiples sitios de producción.

"Las empresas deben tener visibilidad sobre información como qué se ha pedido, por quién y en qué período, así como los diferentes pasos requeridos para producción, cómo programar, etc.", explica el consultor de FA, Timm Kragl.

Dos de las mayores barreras para la trazabilidad son sistemas desconectados y procesos manuales, que no permiten acceso a datos en tiempo real.

Crucialmente, la falta de trazabilidad hará virtualmente imposible escalar sus operaciones efectivamente.

Reto #8: Gestionar y coordinar proveedores

El 26 % de los OEM externalizan al menos parte de su producción de impresión 3D a sus proveedores, según EY.

La externalización proporciona una forma para que los fabricantes completen trabajos de FA que no pueden hacerse internamente. También hace la fabricación bajo demanda —el concepto de producir productos bajo demanda, cerca o en el punto de necesidad— una realidad. Esto tiene el beneficio adicional de reducir tiempo de inactividad de fábrica y aumentar eficiencia operacional.

Por tanto, para la mayoría de fabricantes, la planificación de producción de FA necesitará incluir la gestión de la externalización de trabajos específicos a proveedores terceros.

Esto significa que los OEM deben poder gestionar y ejecutar operaciones no solo internamente sino también externamente, a través de sus cadenas de suministro.

La externalización requiere un alto nivel de coordinación e integración para asegurar que un producto se entrega con las especificaciones correctas en el momento adecuado.

Para OEM y proveedores por igual, esto significa saber qué necesita externalizarse —y a quién— y asegurar que las partes interesadas clave estén al día en todo momento.

Este nivel de coordinación es desafiante si, como ocurre con la mayoría de fabricantes, no hay un sistema centralizado para facilitar la comunicación entre OEM y sus proveedores.

Cómo puede resolver sus retos de gestión de producción con software MES aditivo

A pesar de los retos en la planificación de producción para FA, la buena noticia es que el software MES, desarrollado específicamente para fabricación aditiva, ofrece las herramientas necesarias para resolver estos retos.

El software MES aditivo es software de flujo de trabajo que ayuda a los fabricantes a gestionar sus operaciones de FA permitiendo mayor trazabilidad, mejores insights de datos y estableciendo procesos de mejores prácticas en todos sus flujos de trabajo de FA.

Pero, ¿cómo puede usar software MES y de flujo de trabajo para mejorar sus procesos de gestión de producción?

1. Optimizar la programación de producción

El software MES aditivo da a los fabricantes una herramienta fiable para programar y priorizar trabajos de producción de FA.

A medida que llegan los pedidos, los gestores de producción aditiva pueden usar software de flujo de trabajo para agrupar fácilmente pedidos según su tecnología de producción, requisitos de material y niveles de prioridad. Los pedidos agrupados crean lotes de producción, a menudo llamados construcciones.

En soluciones avanzadas de gestión de flujo de trabajo, también hay una función que permite asignar pedidos a trabajos de construcción solo cuando cumplen los requisitos de esa construcción. Esto significa que los programadores no podrán añadir, por ejemplo, piezas a producir en PA 12 a una construcción usando PA 11. Esta función ayuda finalmente a prevenir errores potencialmente costosos y retrabajo, optimizando la programación aún más.

Conclusión: Use software MES y de flujo de trabajo para automatizar la preparación de construcción y asegurar programación precisa.

2. Aumentar la visibilidad de la planificación de producción

Una vez que las piezas han sido asignadas a una construcción, el software MES permite visualizar todos los trabajos programados en un gráfico de flujo de trabajo estilo calendario, conocido como diagrama de Gantt.

El diagrama de Gantt proporciona la información relevante para la programación de producción de un vistazo. Por ejemplo, en el diagrama de Gantt de AMFG puede ver:

• Fechas de inicio y fin de una construcción
• Tiempo y estado de construcción
• Número de piezas en una construcción
• Información sobre la máquina y material usado

Fechas y plazos claramente definidos empoderan a su personal para priorizar su trabajo y cumplir plazos. Además, mostrar una programación de trabajos de FA actualizada ayuda a mantener a todos (equipos y clientes) informados del progreso.

Además, los diagramas de Gantt le permiten ver la línea de tiempo de un proyecto donde puede ver fácilmente cómo y dónde se están usando los sistemas de FA. Cuando las máquinas se gestionan correctamente, los trabajos de FA tienen más probabilidades de completarse dentro de presupuesto y plazos.

Conclusión: Use software MES y de flujo de trabajo para mejorar la visibilidad de producción y entender mejor la capacidad.

3. Use software MES para crear un hilo digital basado en datos

Como hemos visto, los datos son cruciales para las operaciones de fabricación aditiva.

Fundamentalmente, el software MES y de flujo de trabajo proporciona una base sobre la que los OEM pueden rastrear y analizar datos a lo largo de todo el proceso de producción de FA, incluyendo post-procesado y gestión de calidad.

Además, los datos históricos pueden accederse para proporcionar aprendizajes clave y optimizar procesos.

El seguimiento de KPI, informes y analíticas son otra forma en que los fabricantes pueden aprovechar el software MES para profundizar en los factores clave que impulsan la productividad.

Tener estos procesos gestionados por una plataforma digital proporciona un hilo digital sin fisuras y crea mayor eficiencia operacional y trazabilidad.

Conclusión: Use los insights de datos proporcionados por software MES para aprender, escalar y construir un proceso de producción de FA repetible.

4. Garantizar repetibilidad para producción en serie

Para fabricantes que buscan aprovechar la FA para producir piezas finales, la repetibilidad y predecibilidad son clave.

Como hemos visto, asegurar que la misma pieza se produzca cada vez y que los estándares de calidad se cumplan consistentemente, es crucial para producción en serie.

Para esto, un proceso de gestión de flujo de trabajo repetible que asegure predecibilidad es vital. Criterios clave para esto son:

• Orientación de pieza
• Posición
• Material
• Máquina

El software de flujo de trabajo puede rastrear los parámetros que llevaron al éxito previo, dándole un detalle de alto nivel sobre los pasos óptimos del proceso.

Por ejemplo, los parámetros necesarios para que una pieza específica se produzca pueden ser rastreados por el sistema, y accedidos de nuevo si la misma pieza necesita producirse. Esto, a su vez, puede vincularse a los pasos de gestión de post-procesado que deben tomarse inmediatamente tras la producción.

Extra: Gestionar producción de prototipos más fácilmente

En cuanto a prototipado, típicamente producirá un alto volumen de piezas únicas.

Aquí, el reto no es la repetibilidad, sino gestionar un alto volumen de solicitudes para sus equipos de desarrollo de producto y otros.

Métodos convencionales de gestionar esto, como email y hojas de cálculo, son típicamente disruptivos para el proceso de planificación de producción, ya que carecen de integración con el flujo de trabajo FA más amplio. El software MES puede resolver esto.

Conclusión: Use software MES y de flujo de trabajo para establecer pasos de proceso claros y estandarizados que garanticen repetibilidad y predecibilidad de producción.

5. Obtener una vista de 360 grados de sus operaciones

El software MES ayuda a mantener la trazabilidad interna de archivos, piezas y procesos. Cada producto o lote puede recibir su propio número de identificación, al que también se puede asignar información adicional a lo largo del proceso de fabricación, como dimensiones o resultados de QA.

El software de flujo de trabajo de FA ofrece una "única versión de la verdad" que ayuda a las empresas a cumplir sus estándares de calidad y completar auditorías.

Conclusión: Usar software de flujo de trabajo le permite ganar trazabilidad completa en sus operaciones de FA.

6. Coordinar y gestionar proveedores más fácilmente

Un sistema MES robusto es aquel que le permite coordinar proveedores y gestionar externalización en una plataforma estandarizada.

El beneficio es que mantiene a sus proveedores y partes interesadas internas alineados y actualizados con el estado en tiempo real de tareas y acciones específicas.

Conclusión: Use software MES para gestionar su producción interna y externa, y optimizar sus cadenas de suministro.

Replanteando la planificación de producción con software MES aditivo

La fabricación aditiva ofrece a los fabricantes una oportunidad estratégica para desarrollar una ventaja competitiva.

Sin embargo, al igual que la FA requiere un enfoque diferente para pensar en diseño, lograr los objetivos anteriores significa replantear enfoques tradicionales para gestionar la producción de FA.

En la realidad, esto significa adaptar sus procesos internos para satisfacer los requisitos de producción de FA y asegurar que los pasos de flujo de trabajo estén integrados para lograr eficiencia, visibilidad y productividad.

Usar sistemas desconectados entre sí o altamente manuales es una de las mayores barreras para la eficiencia y control de producción.

En última instancia, el software MES que puede coordinar pasos de proceso, proporcionar trazabilidad e insights basados en datos es la clave para una estrategia sólida de gestión de producción —y permitirle escalar sus operaciones de FA para el futuro.

Aprenda más sobre gestión de producción para fabricación aditiva

Si desea aprender más sobre cómo escalar sus operaciones de FA con software, le recomendamos leer nuestro nuevo white paper, Software MES de Fabricación Aditiva: La Guía Esencial.

Además de proporcionar más insights sobre planificación de producción para FA, aprenderá más sobre cómo desarrollar una estrategia FA integral y cómo puede usar software MES para ayudarle a escalar y expandir sus operaciones de FA.