Mejora de la eficiencia de desarrollo de los cargadores de vehículos eléctricos

Producto: Solid Edge
Industria: Automotriz y Transporte

Apoyando el ecosistema de movilidad eléctrica

eNovates es una empresa de tecnología de rápido crecimiento impulsada por la movilidad y la sostenibilidad. La empresa se fundó en 2010 como un grupo de expertos en un club de negocios centrado en desarrollar y producir sistemas de carga y software de gestión de energía para respaldar el ecosistema de movilidad eléctrica.

eNovates se está expandiendo en la Unión Europea y tiene una importante participación de mercado en la entrega de infraestructura de carga pública, con alrededor de 80 000 estaciones de carga instaladas a principios de 2021. La compañía está ampliando su alcance en la gestión inteligente de la energía y recientemente agregó un vehículo a la red (V2G ) cargador a su cartera. Sus clientes son operadores de puntos de recarga (CPO), empresas que venden puntos de recarga, los conectan a redes y brindan mantenimiento. eNovates sirve a sus socios CPO como fabricante de equipos originales (OEM).

“Algunos de nuestros clientes se nos acercan con nada más que una idea para el producto final. En este caso, podemos basarnos en un conjunto de productos y componentes de plataforma genéricos para crear el producto personalizado que mejor se adapte al cliente”, explica Stijn Vispoel, director de investigación y desarrollo (I+D) de eNovates. “Otros vienen a nosotros con una carcasa y nos piden que desarrollemos un cargador para ella. Hacemos proyectos completos para ellos, y todas las soluciones incluyen componentes mecánicos, eléctricos, electrónicos y de software”.

Desarrollo de productos para requisitos que cambian rápidamente

Las tecnologías, las regulaciones, los estándares y los requisitos de los clientes están evolucionando rápidamente en el ecosistema de la movilidad eléctrica. “El mayor desafío son las pautas que cambian constantemente y rápidamente en el mercado”, dice Vispoel. “Tenemos que estar al tanto de todos los nuevos desarrollos y realmente necesitamos un nuevo producto cada año. Es importante tener suficiente capacidad de I+D para mantenerse al día con los requisitos cambiantes de los puntos de recarga. Otro factor son las diferentes regulaciones en los diferentes países de Europa. Por ejemplo, los clientes de los Países Bajos tienen requisitos diferentes a los de los clientes de Francia”.

Vispoel lidera un equipo de gerentes de proyecto y personal de apoyo con diferentes antecedentes en ingeniería mecánica, eléctrica y electrónica. “Comenzamos cada proyecto con una fase de creación de prototipos en la que desarrollamos las placas de circuito impreso que necesitamos, el cableado eléctrico y los componentes mecánicos”, explica Vispoel. “Una vez que hacemos todas las comprobaciones en los archivos de diseño digital, hacemos algunos prototipos y hacemos pruebas para confirmar que cumplen con los requisitos y las normas del cliente. Luego ingresamos a lo que llamamos la fase alfa, rediseñando cualquier componente que necesite modificaciones. Hacemos otro lote del producto, alrededor de 30 a 50 cargadores, y hacemos otra prueba de validación, realizando pruebas de temperatura y alto voltaje. También tenemos clientes que los usan para cargar automóviles y realizar pruebas adicionales”.

En la siguiente etapa de desarrollo, la fase beta, eNovates realiza las modificaciones de diseño necesarias y solicita un nuevo lote del producto. “Vamos directamente a los laboratorios de certificación con los cargadores beta y colocamos alrededor de 100 cargadores en el campo con nuestros clientes, por lo que estamos seguros de que el producto es lo suficientemente maduro y está completamente certificado para ingresar al mercado”, dice Vispoel. “En esa etapa, por lo general, no desarrollamos más el hardware; la atención se centra en terminar el software. Finalmente entramos en producción para nuestros clientes”.

Sistemas dispares y silos de información

A lo largo de su historia, eNovates había adquirido sistemas de software de ingeniería para diseño mecánico asistido por computadora (MCAD), dos soluciones de diseño de placa de circuito impreso (PCB) diferentes y un sistema para diseño de mazos y cableado eléctrico. Los sistemas habían sido seleccionados en base a la experiencia previa de los ingenieros y el uso de las soluciones por parte de los socios y clientes.

Este panorama de software tenía algunas limitaciones: el sistema MCAD carecía de funcionalidad de diseño eléctrico, el sistema de diseño de mazos de cables no tenía capacidades 3D y ninguno de los sistemas intercambiaba datos fácilmente con las herramientas de diseño de PCB. Las cuatro soluciones de software separadas y desconectadas crearon silos de información que obstaculizaron la colaboración interdisciplinaria. Cada paquete de software usaba diferentes formatos de datos que impedían la transferencia de información entre disciplinas. Debido a que el software se compró a diferentes proveedores, las nuevas versiones de cada solución de software no estaban sincronizadas con las demás y eNovates tenía cuatro fuentes diferentes de soporte.

Con este enfoque, el equipo de diseño mecánico envió sus modelos de diseño al equipo eléctrico, que modificó los diseños y los devolvió al equipo mecánico. Estos intercambios iterativos de diseño continuaron durante semanas y meses, lo que resultó en enormes costos de diseño y creación de prototipos y retrasos en el lanzamiento de productos. Los silos de información y las barreras entre los sistemas dificultaron que eNovates adaptara los diseños eléctricos a los espacios mecánicos. También crearon problemas en la comunicación de la información de diseño a los fabricantes por contrato. eNovates enviaba detalles confusos e inconexos del diseño para la fabricación, lo que generaba problemas con los requisitos y las reglamentaciones.

Integración de disciplinas y soluciones de ingeniería

Para eliminar las ineficiencias del flujo de trabajo, eNovates buscó un conjunto de herramientas de software integrado que se adaptara mejor al rápido ritmo de desarrollo. A partir de contactos en la Universidad de Ghent, el equipo de eNovates conoció el software Solid Edge®, que forma parte de la cartera de soluciones y servicios Xcelerator™ de Siemens Digital Industries Software y una plataforma líder de desarrollo de productos.

eNovates se puso en contacto con ADOPT id PLM, un socio de soluciones de Siemens en Bélgica. Después de una reunión inicial, ADOPT id preparó una presentación para eNovates que incluía Solid Edge y sus herramientas integradas de publicación técnica y diseño eléctrico. La demostración ilustró cómo todo el diseño mecánico de Solid Edge, el enrutamiento de cables eléctricos y el diseño de arneses, y las aplicaciones de publicación técnica se integraron completamente y utilizaron el mismo formato de datos y las mismas convenciones de interfaz de usuario. ADOPT id también propuso el software PADS Professional de Siemens EDA (anteriormente Mentor), también integrado con Solid Edge, para el diseño y verificación de PCB (PADS cuenta con el respaldo del socio de soluciones EDA de Siemens, Innofour). La presentación también enfatizó los flujos de datos bidireccionales y la asociatividad a través de la mecánica,

eNovates rápidamente tomó la decisión de elegir la solución propuesta por Siemens por varias razones. “Queríamos que todas nuestras herramientas de software trabajaran juntas para poder tener un flujo de diseño optimizado para nuestro desarrollo acelerado”, explica Vispoel. “Para productos complejos con altos estándares de calidad y producción eficiente, necesitábamos transferir información de manera muy eficiente. El software de Siemens nos ofreció una mejor combinación para ayudarnos a cometer menos errores en nuestras iteraciones de diseño. No encontramos este nivel de integración en ningún otro lugar del mercado de software de ingeniería. Y consideramos a Siemens como un gran proveedor de tecnología, un líder del mercado en software y una marca que ofrece calidad”.

Documentación de diseños para la fabricación.

“Subcontratamos completamente nuestra producción”, dice Vispoel. “Entregamos al fabricante por contrato un paquete completo de información sobre cómo se debe fabricar el producto, cómo probarlo, cómo empaquetarlo. Y luego traducen lo que hacemos en ingeniería en la fabricación del producto. Obtienen cada componente, fabrican cada PCB y prueban todo según las instrucciones que proporcionamos”.

Con sus soluciones de software anteriores, eNovates podía entregar un archivo 3D que representaba el diseño mecánico, los dibujos eléctricos y tres listas de materiales (BOM) separadas para dibujar contenido mecánico, eléctrico y de PCB. Sin embargo, la información no estaba bien integrada y su entrega no era eficiente.

El software Solid Edge Technical Publishing ofreció a eNovates una solución superior para preparar información para la fabricación. Ahora, el paquete de fabricación incluye una lista de materiales unificada para todo el producto, lo que es especialmente útil para la fijación de precios. Para la fabricación de PCB, un archivo de formato estándar producido con el software PADS Professional incluye información sobre cada capa de la placa física y las coordenadas de los objetos de PCB como trazas de cobre, vías, almohadillas y máscaras de soldadura. Para la fabricación eléctrica, el software Solid Edge Technical Publishing extrae la lista de cables y sus ubicaciones, conexiones, longitudes de corte y torques requeridos en sus tornillos de conexión, todos producidos con el software de diseño eléctrico Solid Edge. Con el modelo 3D de Solid Edge, el software de publicación describe completa y visualmente cada paso en los procesos de ensamblaje y prueba del producto.

Los flujos de trabajo optimizados aumentan la eficiencia

Con el nuevo conjunto de herramientas integrado, eNovates se beneficia de una eficiencia mejorada a lo largo del ciclo de desarrollo y fabricación. “Esta fue una gran victoria para nosotros”, dice Vispoel.

El software de diseño 3D de Solid Edge incluye tecnología síncrona, que permite a eNovates editar datos CAD de cualquier fuente y aprovecha las herramientas integradas de gestión de datos de productos y colaboración en la nube. El diseño eléctrico de Solid Edge satisface la necesidad de eNovates de diseñar y validar cableado y arneses en 3D en ensamblajes mecánicos.

La publicación técnica de Solid Edge ha ayudado a eNovates a mejorar la claridad, la precisión y la integridad de la información de fabricación en archivos de casos completos. La integración de PADS Professional con Solid Edge ha ayudado a mejorar la comunicación entre los diseñadores de PCB y los ingenieros mecánicos.

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