Implantación de un sistema PLM para automatizar el proceso APQP (ADVANCED PRODUCT QUALITY PLANNING)

Abstract

El sector de la automoción engloba un mercado muy exigente, donde los clientes poseen expectativas de calidad muy altas y donde las empresas proveedoras de vehículos están sometidas a grandes presiones y regulaciones. En los años ochenta, las empresas conocidas como “The Big Three”, Ford, Chrysler y General Motors (en aquel momento entre las tres se repartían la gran mayoría de la cuota del mercado de la automoción), unieron sus fuerzas en busca de un objetivo común, y nominaron a una comisión de expertos para hacer frente a la amenaza que suponía la creciente expansión de la industria automovilística japonesa. Además, estas tres empresas crearon el AIAG (‘Automotive Industry Action Group’), una asociación sin ánimo de lucro que se compone de un diverso grupo de profesionales y actores interesados de este sector, que incluye, por ejemplo, proveedores de todos los tamaños de piezas y material, fabricantes, proveedores de servicios, e incluso el mismo gobierno, además de las propias empresas automovilísticas. Esta asociación vela por la existencia de un trabajo colaborativo entre todos los miembros, buscando sinergias y apoyos mutuos para que todas las partes salgan beneficiadas. En el contexto actual, las empresas proveedoras del sector de la automoción deben cumplir con los estándares definidos por el AIAG con relación al APQP. El APQP (‘Advanced Product Quality Planning’), es, como su propio nombre indica, una planificación avanzada de la calidad del producto. Se trata de un proceso que sigue una metodología totalmente estructurada, orientada hacia el cumplimiento de los requisitos del cliente sobre el producto final, involucrando para ello en el proceso a proveedores y al cliente final. La estructura del proceso se basa en cinco grandes etapas, que incluyen entradas y salidas en cada una de ellas. Las salidas se generan a partir de una combinación de las entradas, y en ocasiones directamente a partir de otras salidas. La clave reside en que se trata de un ciclo sin fin de mejora continua, donde se busca en todo momento mantener la calidad del producto fabricado por encima de unos mínimos, que corresponden siempre a los requisitos especificados por el cliente. Al ser un ciclo, las salidas de una etapa, son las entradas de la siguiente, y cuando se llega a la última etapa se vuelve a comenzar (de ahí el término de mejora continua). De esta manera, se consigue establecer un proceso estándar y reproducible, mediante el cual se asegura cierto rigor en cuanto a la calidad del producto, que es aplicable a cualquier proceso de producción de cualquier producto (en este caso vehículos), donde lo único que cambia de uno a otro es la particularización de las entradas para cada caso en concreto, siendo los factores los mismos. El APQP se basa en el ‘ciclo de Deming’, también conocido como ‘círculo PDCA’ (de sus siglas en inglés, ‘plan, do, check, act’). O lo que es lo mismo, “planear, hacer, verificar y actuar”. En el caso del APQP, este ciclo se divide en cinco etapas, ya que la fase de “do” se parte en dos. Las etapas son las siguientes: 1) Planificación y definición del programa: se produce la traducción de las necesidades y expectativas del cliente en especificaciones y objetivos de calidad del producto. 2) Diseño y Desarrollo del Producto: se produce una revisión crítica de los requisitos de diseño y de la información técnica del producto. Tiene lugar el desarrollo y verificación del diseño, evaluando los problemas potenciales de éste en relación a la posterior fabricación y su factibilidad. 3) Diseño y Desarrollo del Proceso: se asegura que el proceso será efectivo de cara a cumplir con las necesidades y expectativas del cliente. 4) Validación del Producto y del Proceso: el proceso de fabricación es validado mediante la evaluación de una tirada de producción piloto de prueba. 5) Retroalimentación, Evaluación y Acciones Correctivas: etapa final, en la cual se recoge todo lo analizado y aprendido en las etapas anteriores, y se hace uso de ese conocimiento adquirido para corregir las partes que han dado un resultado negativo y han hecho que el rendimiento del producto no sea el óptimo y el requerido, así como para añadir los detalles y partes que faltan para conseguir un mejor resultado final. Es la etapa más importante y en la que reside el sentido del APQP. El problema es que la implementación y aplicación del APQP es una tarea ardua y muy complejo, que conlleva numerosos retos que deben ser superados y donde las herramientas tradicionales no sirven, ya que su uso para la gestión del APQP provocaría retrasos y bloqueos en el proceso de producción y en el suministro. Sin el uso de una herramienta tradicional que dé soporte al APQP, las empresas proveedoras son incapaces de hacer un buen seguimiento del proceso para así reutilizar y aprovechar datos del producto en el paso de un programa al siguiente. La consecuencia es que los beneficios del APQP se ven reducidos o incluso eliminados. Es en este contexto precisamente donde nace la aplicabilidad, utilidad y practicidad del sistema PLM. PLM (‘Product Lifecycle Management’) es un enfoque estratégico de negocio para la gestión eficaz y el uso del capital intelectual corporativo (CIC). El CIC es la suma de todo el conocimiento que una organización acumula a lo largo de sus actividades para alcanzar sus objetivos. Esto incluye: la definición del producto, el historial del producto y la experiencia adquirida por la organización respecto al producto. el PLM es una solución informática a nivel empresarial que busca implementar una estrategia de gestión de toda la información que se genera a lo largo de la vida de un producto, también denominada CIC. No obstante, es importante destacar que, en esencia, PLM no es un sistema informático o una tecnología, sino más bien la estrategia que hay detrás, que se apoya en esa tecnología para poder ser aplicada. De manera muy sintetizada, se puede decir que existen dos funciones que son implícitas al PLM: 1) Gestión eficaz del CIC: Garantizar la precisión, integridad y seguridad de toda la información. 2) Uso eficaz del CIC: Hacer que la información esté disponible de forma inmediata en el lugar y formato adecuados, para los usuarios adecuados (ya sean personas o programas), y para las tareas adecuadas. Un sistema PLM se basa en un flujo de información global y común a todos los actores que intervienen en el proceso, de forma que todos puedan interactuar entre ellos en tiempo real y de manera segura y práctica. El pilar de la estructura que hace esto posible es una base de datos en la que cada persona que interviene en el desarrollo del producto puede volcar la información que considere que debe quedar registrada para que otros puedan hacer uso de ella. Esta idea es una de las bases de todo sistema PLM: la reutilización del conocimiento. En esencia, lo que se está consiguiendo a través del uso de un sistema PLM es optimizar el proceso. Esta es la meta que se persigue en todo momento y el objetivo final que subyace en cada acción de PLM: que con menos esfuerzo y menos tiempo invertido se alcancen mejores resultados. En este documento se ha estudiado la aplicabilidad y utilidad de emplear un sistema PLM para la gestión del proceso APQP. Estos son los beneficios principales que se han observado:  Se proporciona un excelente cimiento para cualquier empresa automovilística a través de flujos de trabajo integrados, una base de datos común, accesible y de gran capacidad, la gestión eficaz de proyectos, la creación de informes y de la capacidad de integración con otras herramientas.  Es una solución “todo en uno”, que sustituye la necesidad de la coexistencia de varias herramientas.  Se llega a mejores tomas de decisión, al tener visibilidad de las tareas en proceso y de los ítems asociados, por ejemplo, el conocimiento de los múltiples proyectos donde es empleada una misma pieza.  Se puede gestionar el desarrollo de productos complejos para vehículos y de todos los requisitos de documentación asociados a ellos.  Reducir los costes de los cambios de diseño, gracias a detectar antes los cambios necesarios e implementarlos con un efecto más positivo y generando menos coste. También poder comunicar esos cambios a los distintos departamentos y equipos, mejorando así la calidad del producto y, consecuentemente, la satisfacción del cliente.  Aumentar o posibilitar la reutilización del conocimiento a través del acceso rápido y sencillo a proyectos previos APQP.  Se consigue la introducción de nuevos productos en el mercado en el tiempo programado y respetando el presupuesto disponible. Por tanto, se puede concluir que una solución PLM que dé apoyo al proceso APQP y a todos sus requisitos, es una poderosa herramienta de negocio que conlleva numerosos e importantes beneficios, los cuales ya han sido probados en el sector de la automoción. Sin embargo, se debe puntualizar que el PLM no debería de ser el fin en sí. El uso de un sistema PLM suele actuar de catalizador para un cambio en el negocio de manera conceptual y profunda. Para poder aprovechar todo el potencial del PLM y su máximo beneficio, deben revisarse todos los procesos y estructuras de la organización, y aplicar cambios que impulsen la tecnología PLM allí donde se necesiten. Esto hará que se optimicen a nivel global los procesos internos del negocio, así como la forma en la que las empresas automovilísticas se relacionan con sus socios, proveedores y clientes. En el mundo actual y el sector de la automoción, donde el entorno empresarial es cada vez más global, exigente y hostil, la tecnología PLM es el vehículo necesario para crear y mantener un negocio innovador que pueda competir eficazmente en todos sus mercados.

The automotive industry involves a very demanding market, where the clients possess very high expectations regarding quality and where the supplying companies of vehicles are under big pressures and have to follow strict regulations. During the 1980s, the companies known as “The Big Three”, Ford, Chrysler and General Motors (at that moment they shared between them most part of the automotive market share), joined their strengths in the search for a common target, and they nominated an expert committee to face the threat that the increasing expansion of the Japanese industry represented. Moreover, there three companies created the AIAG (‘Automotive Industry Action Group’), a nonprofit association made up of a diverse group of professionals and stakeholders of this sector, which includes, for example, suppliers of materials and parts of all sizes, manufacturers, service providers, and sometimes, even the government itself, as well as the automotive companies. This association supports the existence of a collaborative environment within all members, searching for synergies and mutual support so that every party can benefit from this alliance. In the actual context, the supplying companies of the automotive sector must comply with the standards defined by the AIAG with respect to APQP. APQP is, as its names states for itself, a way of anticipating a plan for the product’s quality. It consists of a process which follows a highly structured methodology, focused on the compliance of the client’s requirements over the final product, involving the suppliers and the final client in this process. The structure of the process is based on five big phases, which include inputs and outputs in each one of them. The outputs are generated by a combination of the inputs, and occasionally directly from other outputs. The key resides on the fact that it is never-ending cycle of continuous improvement, where the target is always to maintain the product’s quality over certain minimum level, which always corresponds to the requirements specified by the client. As it is a cycle, the outputs of a phase are the inputs of the next one, and once you fulfill the last phase, you start over again from the beginning (that is why it is said to be a continuous improvement). This way, standard and repeatable procedure is successfully established, through which certain level of rigor is assured in terms of the product’s quality, which is applicable to any kind of production process of any kind of product (vehicles in this case), where the only thing that changes from one to another is the group of inputs for that case in particular (the factors remain constant). APQP is based on the Deming cycle, also known as the PDCA circle (Plan, Do, Check, Act). In the case of APQP, this cycle is divided into five phases, since the second phase (“do”) is split into two. These are the APQP phases: 1) Program planning and definition: translation of the client’s expectations and needs into the product’s specifications and objectives. 2) Product design and development: there is a critical revision of the designing requirements and the technical information of the product. The design’s verification takes place, evaluating its potential issues towards the future manufacturing and its viability. 3) Process design and development: it is assured that the process will be effective regarding the compliance of the client’s needs. 4) Product and process validation: the manufacturing process is validated through the evaluation of a test production run. 5) Feedback, evaluation and corrective action: final phase in which everything that has been analyzed and learnt from the previous phases, and that acquired knowledge is used in order to correct the parts which have performed negatively and which have avoided the performance form being the optimal and expected, as well as to add the details which are missing, so as to achieve a better result. This is the most important phase and on which the purpose of APQP lies. The problem is that APQP’s implementation and application are very arduous and complex tasks, which involves multiple challenges which must be overcome and where traditional tools are not enough, since their use for APQP would cause serious delays and even blockades in the production and supplying process. Without the use of a tool which supports APQP, the supplying companies are incapable of satisfactorily monitoring the process, in order to reuse the product’s information from one program to the next. The consequence is that the benefits of APQP are seriously reduced or even eliminated. It is in this context precisely in which the PLM system becomes applicable, practical and very useful. PLM (‘Product Lifecycle Management’) is a strategic approach of the business for the effective management and use of the corporative intellectual capital (CIC). The CIC is the sum of all the knowledge that an organization accumulates throughout its activities in order to reach its targets. This includes: the product’s definition, the product’s history and best practices. PLM is a technological solution at a business level that tries to implement a management strategy for all the information which is generated throughout the whole product’s lifecycle, also called CIC. However, it is important to point out that, essentially, PLM is not a computing system or a technological tool, but the strategy which lies beyond, which finds in that technology the path in order to be applied. In a very summarized way, it can be said that two main functions are implicit to PLM:1) Effective management of CIC: guaranteeing the precision, integrity and safeness of all the information. 2) Effective use of CIC: making the information be readily available, at the right place and format, for the right users, and for the right tasks. A PLM system is based on a global information flow, common to all actors who take part in the process, so that all of them can interact among themselves in real time and in a practical and safe manner. The structure’s pillar which makes this possible is a data base into which each person who intervenes in the product’s development can enter the information which they consider should be registered so that other can make use of it. This idea is one of the basis of every PLM system: the recycling of knowledge. Essentially, what is being achieved through the use of a PLM system is the optimization the process. This is the goal that is pursued at all time and the final target which lies under every action of PLM: achieving better results with less effort and less time waste. In this document, the applicability and usefulness of implementing a PLM system for the management of the APQP process have been studied. These are the main benefits which have been observed:  An excellent basis is provided towards any automotive company throughout the use of integrated workflows, a common data base, accessible and of great capacity, the effective management of projects, reports creation and the capacity of integration with other tools.  It is an “all in one” solution, which substitutes the need for the coexistence of several tools.  There is better decision making, having better visibility of the tasks in process and the associated items, for instance, the knowledge of the multiple projects in which a same component is being used.  It is possible to manage the development of complex products for vehicles and all of its associated documentation requirements.  Minimizing the costs caused by changes in the design, by detecting earlier the necessary changes and implementing them with a more positive effect. Also being able to communicate those changes to the different departments and teams, improving thus the product’s quality and, consequently, the client’s satisfaction.  Increasing or making it possible to reuse the knowledge through quick and simple access to previous APQP projects.  The introduction of new products into the market respecting the planned schedule and the available budget. Henceforth, it can be concluded that a PLM solution which supports the APQP process and all its requirements, is a powerful business tool which involves multiple and significant benefits, which have already been proved in the automotive industry. However, it must be remarked that PLM should not be the end itself. The use of a PLM system usually acts as a catalyzer for a change in the business in a conceptual and transcendent way. To be able to make the best use of PLM’s potential and its maximum benefit, all of the processes and the organization’s structures must be revised, so that the necessary changes to boost PLM technology can be applied. This will optimize the internal business processes, as well as the way in which the automotive companies interact with their partners, their suppliers and their clients. Nowadays, in the automotive industry, where the business environment is each time becoming more globalized, demanding and hostile, PLM technology is the necessary tool in order to create and maintain an innovative business which will be able to compete effectively in all its markets.