Empresa basada en modelos

La empresa basada en modelos (MBE, por sus siglas en inglés) es un término utilizado en la fabricación para describir una estrategia en la que un modelo digital tridimensional (3D) anotado de un producto sirve como fuente de información autorizada para todas las actividades en el ciclo de vida de ese producto . ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Una ventaja clave de MBE es que reemplaza los dibujos digitales. En MBE, un único modelo 3D contiene toda la información que normalmente se encuentra en un conjunto completo de planos de ingeniería, incluyendo geometría, topología, dimensiones, tolerancias, materiales, acabados y anotaciones de soldadura. ^{[ 3 ]}

La MBE fue impulsada inicialmente por las industrias aeroespacial y de defensa, seguida por la industria automotriz. ^{[ 4 ]} Ha sido adoptada por muchos fabricantes en todo el mundo, en una amplia gama de industrias. Entre los beneficios significativos para los fabricantes se incluyen la reducción del tiempo de comercialización y el ahorro en los costos de producción gracias a un mejor diseño y fabricación de herramientas, menos horas de ensamblaje, menos retrabajo, un desarrollo optimizado y una mejor colaboración en los cambios de ingeniería. ^{[ 5 ]}

Hay dos requisitos previos para implementar MBE: El primero es la creación de modelos 3D anotados, conocidos como definiciones basadas en modelos (MBD) . Esto requiere el uso de un sistema CAD capaz de crear modelos sólidos precisos , con información de producto y fabricación (PMI) , una forma de anotación 3D que puede incluir dimensiones, GD&T , notas, acabado superficial y especificaciones de materiales. (Los sistemas CAD mecánicos utilizados en las industrias aeroespacial, de defensa y automotriz generalmente tienen estas capacidades). El segundo requisito previo es transformar las MBD a un formato donde puedan usarse en actividades posteriores del ciclo de vida. Por regla general, los modelos CAD se almacenan en formatos de datos propietarios, por lo que deben traducirse a un formato estándar compatible con MBD adecuado, como 3D PDF , ^{[ 6 ]} JT , STEP AP 242 o ANSI QIF ^{[ 7 ].}

El principio fundamental de MBE es que los modelos se utilizan para impulsar todos los aspectos del ciclo de vida del producto y que los datos se crean una sola vez y son reutilizados por todos los consumidores de datos posteriores. La reutilización de datos requiere interpretabilidad informática , donde un MBD puede ser procesado directamente por aplicaciones posteriores, y asociatividad de PMI a características específicas del modelo dentro del MBD. ^{[ 1 ]}

Históricamente, las actividades de ingeniería y fabricación se han basado en documentos impresos y/o digitales (incluidos dibujos 2D ) para transmitir datos de ingeniería e impulsar los procesos de fabricación. Estos documentos requerían la interpretación de profesionales cualificados, lo que a menudo generaba ambigüedades y errores. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

En la década de 1980, las mejoras en el modelado sólido 3D permitieron que los sistemas CAD representaran con precisión la forma de la mayoría de los productos manufacturados ^{[ 10 ]} ; sin embargo, incluso los usuarios más entusiastas de la tecnología de modelado sólido continuaron recurriendo a los dibujos 2D (a menudo generados por CAD) como la representación oficial (o maestra) del producto. Los modelos 3D, aun siendo geométricamente precisos, carecían de un método para representar dimensiones, tolerancias y otra información anotativa necesaria para impulsar los procesos de fabricación.

A principios y mediados de la década de 2000, se publicaron las normas ASME Y14.41-2003 Prácticas de definición de datos de productos digitales e ISO 16792:2006 Documentación técnica de productos: prácticas de datos de definición de productos digitales ^{[ 11 ]} , que brindan soporte para las anotaciones PMI en modelos CAD 3D e introducen el concepto de MBD (o, alternativamente, definición de producto digital) ^{[ 12 ].}

El concepto de empresa basada en modelos apareció por primera vez alrededor de 2005. Inicialmente se interpretó de forma amplia, refiriéndose al uso generalizado de tecnologías de modelado y simulación (de casi cualquier tipo) en toda una empresa. ^{[ 13 ]} A finales de la década de 2000, creció una comunidad activa que abogaba por el desarrollo de MBE, basada en los esfuerzos de colaboración de la Oficina del Secretario de Defensa , el Laboratorio de Investigación del Ejército , el Centro de Ingeniería de Investigación y Desarrollo de Armamento (ARDEC) , Army ManTech, BAE Systems , NIST y la Asociación de Extensión de Manufactura (MEP) del NIST. ^{[ 14 ]} El "Equipo MBE" incluyó participantes de la industria como General Dynamics , Pratt & Whitney Rocketdyne , Elysium, Adobe , EOS, ITI TranscenData, Vistagy , PTC , Dassault Systèmes Delmia, Boeing y BAE Systems . ^{[ 15 ]}

Con el tiempo, basándose en los comentarios de la comunidad, MBE se interpretó de forma más restrictiva, refiriéndose al uso de datos MBD para impulsar las actividades del ciclo de vida del producto. ^{[ 16 ] [ 1 ]} En 2011, el equipo de MBE publicó estas definiciones:

• MBD: Un modelo 3D anotado y sus elementos de datos asociados que definen completamente la definición del producto de una manera que puede ser utilizada eficazmente por todos los clientes posteriores en lugar de un dibujo tradicional.
• MBE: Un entorno totalmente integrado y colaborativo basado en detalles de definición de productos 3D y compartido en toda la empresa; para permitir un despliegue rápido, sin problemas y asequible de productos desde el concepto hasta la eliminación ^{[ 15 ].}

Para 2015, con las mejoras en las normas ASME Y14.41 e ISO 16792, y el desarrollo de estándares abiertos de intercambio de datos CAD capaces de representar adecuadamente la información de fabricación por contrato (PMI), la ingeniería basada en modelos (MBE) comenzó a ser adoptada más ampliamente por los fabricantes.