Introducción al PLM – Parte 1 · PDF fileÁrea de Ingeniería de los Procesos de Fabricación Índice 1. La empresa integrada. 2. La gestión del ciclo de vida del producto (PLM)

Introducción al PLM – Parte 1(Madrid, 9 de marzo 2015)

F. Romero

Área de Ingeniería de los Procesos de Fabricación

Índice

1. La empresa integrada.2. La gestión del ciclo de vida del producto (PLM).3. Aplicaciones cPDm/PLM.4. La interoperabilidad semántica basada en modelos de

información.5. La interoperabilidad semántica basada en ontologías6. Los entornos de desarrollo de ontologías.

Índice

1. La empresa integrada• La empresa de fabricación actual.• La integración y el modelado de empresa.• La integración de la empresa.• Soluciones de integración.

2. La Gestión del ciclo de vida del producto (PLM)3. Aplicaciones cPDm/PLM.4. La interoperabilidad semántica basada en modelos de

información.5. La interoperabilidad semántica basada en ontologías.6. Los entornos de desarrollo de ontologías.


La empresa de fabricación actual

Los sistemas de fabricación han evolucionado, a lo largo de lahistoria, en base a cuatro requisitos principales, impuestos porla competición en los mercados y las necesidades de lasociedad:

– bajos precios,– Personalización,– Innovación,– respeto al entorno,

induciendo tres necesidades comunes, que han tenido queconsiderar los diferentes paradigmas de producción:– Productividad;– Personalización;– Agilidad.

Necesidades que han dado lugar a unas empresas, cada vezmás complejas y dinámicas (redes colaborativas: VE, EE, etc.),que deben ser muy eficaces y eficientes para sobrevivir.

La empresa de fabricación actual

(ERP / MES)

(PDM /PLM)

En ese contexto surgió, a finales del siglo pasado, la Ing. deEmpresa: cuerpo de conocimiento (nuevo), sustentado enprincipios y prácticas relacionadas con el análisis, diseño,implementación y operación de una empresa.

Una disciplina que se encarga, entre otras tareas, de:– ingeniar (diseñar) una infraestructura de comunicación entre los entes de

la empresa involucrados en su operación (p.e. personas, máquinas,ordenadores, etc.), que facilite su coordinación y cooperación. Objetivosde la integración de empresa (EI),

– construir y mantener una base de conocimiento de la empresa, facilitandosu uso (eficiente), para dar soporte a las decisiones de integración yoperación, objetivo del modelado de empresa (EM).

La Integración y el Modelado de Empresa


Principios de la integración de empresa basada en Modelos

Un Modelo de Empresa no sólo permite ver lo que ocurre en losnegocios (qué, cómo, cuándo, dónde, quién y por qué se realizanlas operaciones, transacciones, etc.) y qué herramientas senecesitan para hacerlo. Proporciona, también, una imagenintegrada de la empresa, mediante un conjunto de modelosconceptuales que cubren diferentes perspectivas y que seconstruyen para obtener una foto comprensiva y coherente de laempresa.

Unos modelos que formalizan: a) los procesos de empresa, quevan a ser integrados o controlados; b) los objetos que éstosutilizan, manipulan o procesan; c) la información a la queacceden o generan; d) los recursos requeridos (organización)para su ejecución, e) las responsabilidades y autorizacionesrequeridas para su control y d) las motivaciones.


Pero para construir estos modelos es fundamental el uso de:– métodos, técnicas y herramientas de modelado, probadas y

estándar, necesarias para realizar la abstracción, representación ymanipulación del modelo,

– modelos de referencia, generales o parciales, a poder sernormalizados.



El principal actor en la elaboración de normas en el área de laintegración y el modelado de empresa es el ISO TC184(Industrial Automation Systems and Integration) y en concreto:– SC4 (Industrial Data), dedicado a la estandarización de información que

puede ser compartida o intercambiada en el área de aplicacionesindustriales y de fabricación.

– SC5 (Architectures, Comunications and Frameworks), dedicadoestándares relativos al modelado de empresa.

Del SC4 destacan la ISO 10303 (STEP), la ISO 15531(MANDATE) y la ISO 18629 (PSL).


¿Que es integrar?: la integración consiste en unir componentespara formar un todo sinérgico. Por ello, la integración tiene uncomponente muy organizacional, aunque el componenteinformático es muy relevante no es el fundamental.

Desde el punto de vista organizacional, la EI está comprometidacon el objetivo de facilitar los flujos de la empresa (demateriales, de información y de control). Un objetivo queconsigue conectando todas sus entidades, para mejorar lacomunicación (intercambio de datos e información a nivel desistema), la cooperación (interoperación a nivel de aplicación),y la coordinación (orquestación sincronizada de los pasos deproceso a nivel de negocio) y conseguir que la empresa secomporte como un todo integrado (Figura transp siguiente) .

La integración de empresa


Niveles deintegración

EI /CIM

EvoluciónEI / CIM

3C’s

La integración que puede ser vertical (entre niveles) y/ohorizontal y que puede ser de diferentes tipos: integración débil,integración fuerte e integración completa.

Una integración débil implica que los subsistemas/componentesque lo forman trabajan juntos en el sistema integrado pero quesiguen teniendo existencia por si mismos. Un tipo de integraciónque se vincula con la Interoperabilidad.

Desde el punto de vista organizacional la interoperabilidadsignifica, a grandes rasgos, coexistencia, autonomía y contextofederado.


El Marco de Interoperabilidad Europea (EIF) define tres nivelesbásicos de interoperabilidad:


Los aspectos técnicos (sintácticos), tienen que ver con lacomunicación y el intercambio de información entre lasaplicaciones, p.e. traspasando mensajes (en modo síncrono oasíncrono) usando formatos neutros (p.e. XML) y protocolos detransferencia (p.e. HTTP/HTTPS, or SOAP over TCP/IP).

Los aspectos semánticos proporcionan a los sistemas una formapara interpretar el significado de los datos, información oconocimiento. La solución, construir: repositorios compartidosde metadatos, o modelos ontológicos.

La interoperabilidad organizacional es necesaria para coordinarlos procesos por los que cooperan las diferentes entidades delnegocio, definiendo los pasos y mensajes de sincronización ydefiniendo los mecanismos de coordinación y cooperación. Lasolución, utilizar: BPMS, Workflows, etc.



La empresa de fabricación. Objeto de la Fabricación

Integrada por Ordenador (CIM)


Para Sheer la CIMcontemplaba las áreasde la figura, a las quese le puede sumar laOficina (administración)Asistida por Ordenador,y suponía:

• Organizar los datos deforma independiente delas aplicaciones.

• Unas cadenas deprocesos consistentes.

• Unos bucles derealimentación rápidos.


Una completa integración funcional (intra e inter-empresa)asegura que los procesos de negocio y de fabricación estánunidos, usando una arquitectura común, para alcanzar unobjetivo común. Para ello se deben integrar, a todos los niveles,diferentes tipos de:

– e-Tecnologías: telecomunicaciones, Internet/Intranet/Extranet, basesde datos, aplicaciones web;

– e-Aplicaciones: planificación de recursos de la empresa (ERP),sistemas de ejecución de la fabricación (MES), integración de lacadena de suministro (SCI), gestión de las relaciones con el cliente(CRM), gestión de las relaciones con los suministradores (SRM),gestión del ciclo de vida del producto (PLM);

– e-Servicios: e-suministro, e-ingeniería, e-marketing, e-reparación,e-factoría.

Soluciones de integración de empresa



Innovación y

Marketing

Diseño y Definición de Producto

Fabricación

Mantenimientoy

Soporte

Planificación de la Cadena de Suministro

Suministro y Fuentes Externas Planificacióny

ProgramaciónEjecución Cadena de Suministro

Eje de la Cadena de Suministro, Valor y CRM

DominiosERP, CRM, SCM

Dominio PLM

Proceso de Integración

Eje

delC

iclo

deVi

dade

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duct

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roce

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Diseño y Definición de Procesos

Índice

1. La empresa integrada 2. La Gestión del ciclo de vida del producto (PLM).

• El ciclo de vida del producto.• La gestión del ciclo de vida del producto.• Componentes de un sistema PLM.• Tipos de aplicaciones PLM.• Estándares de interoperabilidad

3. Aplicaciones cPDm/PLM.4. La interoperabilidad semántica basada en modelos de



Etapas:

El ciclo de vida del producto


Contexto en el que se aplica:– El problema de la situación actual, sobre todo en la Empresa

Extendida (EE), es que la información del producto estádispersa entre diferentes actores.

La Gestión del ciclo de vidadel producto




– En la EE se utilizan equipos distribuidos, multidisciplinares y cooperativos, y para ello, fundamentalmente en lo que respec-ta al diseño (IPD, CE-interempresa), se requieren sistemas IT que faciliten la captura, representación, recuperación y reutilización de conocimiento del producto. Por ello, el usocompartido, el intercambio y la gestión de datos del productoson la esencia del PLM.

Definiciones:– La PLM es la estrategia de empresa para crear y sostener un

entorno de conocimiento centrado en el producto, básica paraaquellas organizaciones enfocadas en el producto.



– Otra definición, complementaria, ve a la PLM como la actividad de gestionar todos los productos de la compañía a lo largo de todo su ciclo de vida, de una forma mas efectiva y en entornos distribuidos. Una actividad que ayuda a las empresas a recuperar un control sobre sus productos (virtuales o físicos), que muchas veces han perdido.

– PLM ayuda a:» Realizar productos mejores y a comercializarlos más rápidamente.» Reducir los costes.» Maximizar el valor del producto en todo el ciclo de vida.» Aumentar la transparencia sobre lo que ocurre en todo el ciclo.» Resolver algunos problemas.» Incrementar las oportunidades de mercado.


– Los tres elementos fundamentales son:» Sistemas IT

• Herramientas (aplicaciones)• Estándares de

interoperabilidad• Arquitecturas

» Procesos• Actividades• Organización• Competencias

» Metodologías• Técnicas• Procedimientos• Prácticas

Componentes de un sistema PLM

Clasificación general.– En la empresa, relacionadas con la multitud de procesos

descritos y técnicas/metodologías existentes, conviven muchasaplicaciones. Estas se pueden clasificar en cuatro grupos:

1. Aplicaciones de creación de productos y definición de procesos:(Authoring): CAD/CAM/CAE, Prototipaje rápido, CAPP , CASE , etc.

2. Aplicaciones orientadas al cliente, que enlazan con sistemas CRM(Sist. para presentar catálogos a los clientes o para capturarnecesidades, requerimientos, órdenes y reclamaciones)

3. Aplicaciones orientadas al suministrador, que enlazan con sistemasSCM.

4. Aplicaciones de funcionalidad general, integradas en lo que sedenominan plataformas de Desarrollo del Producto Colaborativo(PDM, Groupware, KBE, etc.).

– Las tipo 2 y 3 están relacionadas con las ordenes de entrega.Área de Ingeniería de los Procesos de Fabricación

Tipo de aplicaciones PLM

Estándares de interoperabilidad

Índice

1. La empresa integrada 2. La Gestión del ciclo de vida del producto (PLM).3. Aplicaciones cPDm/PLM (ver transparencias

presentación prof. C. Vila)4. La interoperabilidad semántica basada en modelos de


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