Producto: NX Design Industria: Construcción y Manufactura
Integración de BIM y NX: Mejorando la Colaboración en el Diseño de Fábricas
La digitalización y la innovación han sido pilares fundamentales en Siemens Real Estate (SRE), donde la gestión de espacios comerciales, oficinas y fábricas se basa en tecnologías avanzadas como el Gemelo Digital. En un episodio reciente del pódcast Next Generation Design, Thomas Reimann, experto en tecnología e innovación en Siemens Real Estate, y Derek England, gerente de producto NX en Siemens Digital Industries Software, analizaron la integración del modelo BIM con el diseño del taller de producción.
BIM y su Rol en Siemens Real Estate
El modelado de información para la construcción (BIM, por sus siglas en inglés) es clave para SRE, ya que permite la combinación del mundo real con el digital, facilitando la creación de gemelos digitales. Un ejemplo destacado de esta tecnología es la fábrica Digital Native en Nanjing, que fue completamente planificada y simulada en entornos digitales. Sin embargo, para escalar y ejecutar proyectos simultáneos, se identificó la necesidad de mejorar los procesos y su integración.
Flujo de Trabajo entre BIM y el Diseño del Taller
Generalmente, el diseño BIM y el diseño mecánico CAD son procesos separados manejados por equipos distintos. En Siemens Real Estate, los arquitectos son responsables de la estructura del edificio, mientras que los ingenieros planifican la ubicación de los equipos en la fábrica.
El flujo de trabajo tradicional consiste en crear y actualizar los datos BIM en software especializado, para luego importarlos a NX, donde los ingenieros realizan la planificación de la fábrica. Posteriormente, cualquier modificación en la estructura del edificio requiere la exportación del modelo a formato IFC, su reimportación en NX y la adaptación del diseño de la fábrica. Este proceso se repite frecuentemente, lo que implica numerosos intercambios de datos.
Desafíos en la Conexión de BIM y CAD
La transferencia constante de datos entre plataformas representa un reto significativo. Para abordar esta problemática, Siemens Real Estate colaboró con Siemens Digital Industries Software, buscando optimizar la integración entre archivos BIM y la planificación del taller. Como resultado, NX ofrece varias opciones para la importación de datos BIM, incluyendo la preservación de la estructura del modelo, la conversión en una sola entidad o la representación como datos ligeros.
Algunos de los principales desafíos identificados incluyen:
Formato de datos: BIM almacena información en un solo archivo, mientras que NX trabaja con ensamblajes y componentes.
Posicionamiento: La alineación de coordenadas entre diferentes sistemas es fundamental para la integración precisa de datos.
Complejidad: La conversión de estructuras BIM en NX puede generar archivos masivos y largos tiempos de traducción.
Mejoras en NX para una Mayor Integración con BIM
Para mejorar la colaboración, Siemens ha desarrollado avances en NX, como el traductor de Revit, disponible desde junio de 2024, que permite reconocer elementos idénticos y optimizar la creación de componentes. Además, se trabaja en mejorar la eficiencia del procesamiento de modelos de gran detalle y en desarrollar una solución que permita la sincronización automática entre el diseño de la fábrica y la estructura del edificio en BIM.
El futuro de la integración entre BIM y NX se perfila hacia un flujo de trabajo más colaborativo y automatizado, donde los cambios en cualquiera de los dos sistemas se reflejen en tiempo real. Asimismo, la evolución de la Ingeniería Inmersiva y el Metaverso Industrial permitirán mejorar la visualización y toma de decisiones en entornos virtuales, facilitando un diseño de fábricas más eficiente y preciso.
La colaboración entre Siemens Real Estate y Siemens Digital Industries Software continúa evolucionando para mejorar la integración de estas tecnologías y revolucionar la manera en que se diseñan y gestionan los espacios industriales.
Explorando el Futuro del Diseño Aeroespacial con Firefly Aerospace
En este episodio del podcast Next Generation Design, el anfitrión Greg Arnot entrevista a Morgan Feanny y Drew Summers, ingenieros de Firefly Aerospace, para explorar el fascinante mundo del diseño de cohetes y el transporte espacial.
Detrás del Diseño de los Cohetes de Firefly Aerospace
Morgan y Drew nos llevan a través de su proceso de diseño, desde bocetos en una pizarra hasta cohetes completamente desarrollados. Utilizan herramientas avanzadas como Siemens NX y Teamcenter para iterar rápidamente y hacer realidad estructuras complejas. También comparten sus perspectivas sobre el papel de la inteligencia artificial en la ingeniería aeroespacial, la importancia de la sostenibilidad y el impulso hacia cohetes reutilizables para reducir costos y minimizar el impacto ambiental.
Firefly Aerospace: Innovación en Transporte Espacial
Fundada en 2017, Firefly Aerospace es una empresa aeroespacial privada con sede en Texas que se especializa en vehículos de lanzamiento y naves espaciales. Su misión es proporcionar soluciones de transporte espacial eficientes y accesibles, permitiendo operaciones en el espacio en cualquier momento y lugar.
Proceso de Diseño en Firefly Aerospace
El proceso de diseño en Firefly comienza con una discusión en pizarra sobre los objetivos y desafíos. Luego, el equipo desarrolla bocetos preliminares y define condiciones, restricciones y presupuestos. Posteriormente, crean un modelo CAD inicial, refinándolo continuamente mediante reuniones y revisiones de diseño. La iteración puede ser tanto digital, con simulaciones y análisis, como física, para validaciones en el mundo real. Durante todo el proceso, diferentes equipos garantizan que el diseño cumpla con regulaciones y estándares.
El Papel de Siemens NX en el Diseño Aeroespacial
Morgan y Drew destacan cómo Siemens NX y Teamcenter facilitan el desarrollo de cohetes. NX permite visualizar diseños en 3D y realizar ajustes de manera eficiente, mientras que Teamcenter simplifica la colaboración entre equipos. Además, NX ayuda a manejar ensamblajes complejos, optimizar estructuras con materiales avanzados y realizar modelado sin reconstrucciones completas gracias a su función de Synchronous Modeling.
Desafíos del Diseño en Firefly Aerospace
El sector aeroespacial es altamente competitivo, lo que obliga a Firefly a innovar constantemente. Uno de los mayores desafíos es la iteración en diseños sin precedentes, ya que el equipo no siempre puede basarse en experiencias previas. La escalabilidad también representa un reto, como cuando Firefly aumentó el diámetro de su cohete Alpha de 6 a 14 pies. Sin embargo, herramientas como Teamcenter permiten una colaboración fluida en todas las etapas del diseño.
Sostenibilidad y el Futuro del Diseño Aeroespacial
Firefly apuesta por la sostenibilidad a través del uso de materiales compuestos y la reutilización de componentes. La reducción de peso con estructuras de fibra de carbono permite mayor eficiencia en los lanzamientos. Aunque la reutilización no es el foco inicial de las startups aeroespaciales, a medida que la compañía madura, puede integrar estrategias de recuperación y reutilización para optimizar costos y tiempos de producción.
El Rol del Metaverso Industrial y la Ingeniería Inmersiva
Firefly ve un gran potencial en herramientas inmersivas como el Industrial Metaverse y la realidad aumentada (AR) y virtual (VR). Estas tecnologías podrían mejorar la planificación de producción y la capacitación, permitiendo visualizar cohetes a escala real antes de fabricarlos. Con la implementación de dispositivos como el Sony XR y NX Immersive Designer, los ingenieros podrían evaluar ensamblajes y dimensiones de manera más intuitiva.
Inteligencia Artificial en el Diseño Aeroespacial
Aunque Firefly ha experimentado con diseño generativo, todavía encuentra limitaciones en la manufacturabilidad y el costo de los diseños creados por IA. Sin embargo, consideran que a medida que la IA evolucione, podría ser una herramienta valiosa para estudios preliminares y automatización de cálculos y análisis. Actualmente, Siemens NX ya ofrece capacidades de IA como NX Copilot, que ayuda a los ingenieros a ser más productivos mediante sugerencias inteligentes en el diseño.
¿Qué Sigue para el Diseño Aeroespacial?
Morgan y Drew creen que la próxima generación de ingenieros trabajará con tecnologías avanzadas como la IA y la ingeniería inmersiva. Sueñan con un futuro donde diseñar cohetes sea tan intuitivo como en las películas de ciencia ficción, interactuando con hologramas en tiempo real. Con herramientas como Siemens NX y el Industrial Metaverse, la industria aeroespacial avanza hacia una nueva era de innovación y exploración espacial.
AERALIS se define como una empresa digital que integra la ingeniería digital y el hilo digital según su filosofía AERSIDE (AERALIS Smart Integrated Digital Enterprise). En palabras de Charlie: “Los aviones se diseñan aproximadamente 20 años antes de llegar al mercado. Para entonces, los requisitos y la tecnología han cambiado completamente. Por eso, es esencial reducir el tiempo desde la ideación hasta el lanzamiento.”
La ingeniería digital, según Charlie, consiste en aplicar procesos digitales durante todo el ciclo de vida de un sistema, desde el concepto hasta la fabricación, operación y eliminación, todo conectado mediante una única fuente de verdad. Este enfoque permite a AERALIS mejorar la eficiencia, colaboración e innovación.
El hilo digital también les facilita diseñar piezas basándose en requisitos conocidos, notificar cambios de manera instantánea y colaborar en tiempo real con diseñadores y fabricantes. Todo, desde la simulación hasta la fabricación y las operaciones reales, está conectado a través de gemelos digitales.
Ingeniería basada en modelos en AERALIS
AERALIS implementa el método Arcadia de Ingeniería Basada en Modelos (Model-Based Systems Engineering, MBSE), el cual descompone problemas a nivel operativo para detallarlos en niveles funcionales, lógicos y físicos. Este enfoque no solo se aplica a las aeronaves, sino también a las operaciones comerciales de la empresa. Charlie compara esta metodología con cómo el diseño asistido por computadora (CAD) revolucionó los dibujos en papel, ahora reemplazados por modelos digitales.
Uso de herramientas digitales de Siemens
AERALIS utiliza herramientas del portafolio de Siemens Xcelerator, como NX CAD, Teamcenter, Simcenter y Polarion. Estas herramientas les permiten mantener todo su entorno digital integrado, colaborar eficientemente y acelerar la adopción de nuevas capacidades. Según Charlie, trabajan en estrecha colaboración con el equipo de Siemens para implementar funcionalidades y metodologías innovadoras a través de un flujo de trabajo ágil.
Superando desafíos de diseño con NX
AERALIS emplea un entorno gestionado de NX integrado con Teamcenter, lo que permite que sus equipos en Bristol y Southampton trabajen simultáneamente en modelos digitales en vivo. Esto asegura que ambas partes colaboren bajo los mismos requisitos y reduzcan tiempos de desarrollo.
Además, NX ofrece beneficios únicos, como la capacidad de incluir la mantenibilidad en los diseños desde el primer día y simular aspectos como la vista del piloto en la cabina o la accesibilidad de las piezas para personas de diferentes tamaños.
Retos y el futuro de la industria aeroespacial
La industria aeroespacial enfrenta desafíos como el aumento de la complejidad en los sistemas, mayores costos de certificación y cambios rápidos en los requisitos. Sin embargo, AERALIS responde a estos retos apostando por la modularidad, la innovación digital y las colaboraciones globales.
El futuro también apunta hacia la sostenibilidad y el uso de herramientas inmersivas. AERALIS ya explora el diseño de cabinas mediante realidad virtual, aprovechando al máximo su enfoque digital desde el día uno.
Revolucionando el diseño en defensa
Con su enfoque modular y digital, AERALIS busca revolucionar la industria aeroespacial y establecer un nuevo estándar para el diseño y desarrollo de aeronaves. Su misión es clara: adaptarse, innovar y liderar el futuro de la defensa y la aviación.
Descubre cómo los estudiantes de Rensselaer Motorsport diseñan vehículos de competencia con herramientas avanzadas como NX CAD y Simcenter, enfrentando retos técnicos y preparando el camino hacia el futuro de la industria automotriz.
¿Qué es Rensselaer Motorsport?
Rensselaer Motorsport es el equipo de Formula SAE del Instituto Politécnico Rensselaer (RPI), ubicado en Troy, Nueva York. Participan en la competencia internacional Formula SAE, organizada por SAE International, donde estudiantes diseñan, construyen y compiten con autos estilo fórmula. Este equipo está compuesto por 25 a 30 estudiantes, cada uno con roles específicos.
Levi Hlavac, director técnico, lidera la ingeniería y diseño del equipo, mientras que Elliot Wilk, gerente de proyectos aeronáuticos, se encarga de la aerodinámica y la carrocería.
Retos en el diseño de autos Formula SAE
Diseñar y fabricar un auto de competencia no está exento de desafíos. Según Elliot, uno de los principales problemas es la integración de sistemas y la comunicación entre los equipos encargados de diferentes componentes. Aunque no todos los elementos del auto están presentes en el diseño CAD (como los cables), deben considerarse para garantizar que haya espacio para ellos.
Levi añade que coordinar a 20 o 30 estudiantes, trabajando en su tiempo libre y sin compensación, puede ser complicado. Si una persona no comunica sus avances o se atrasa, afecta a todo el proyecto. En un ciclo de diseño tan acelerado, la comunicación constante es clave.
La importancia del CAD en Formula SAE
Levi enfatiza que sin CAD, los diseños simplemente no existirían. Tener un modelo 3D permite a los equipos visualizar, integrar y comunicar ideas de manera eficiente. Además, diseñar dentro del contexto del ensamblaje completo ayuda a evitar interferencias entre componentes, lo cual es esencial en un diseño tan compacto.
“Es absolutamente crucial contar con un CAD actualizado y que funcione bien en el ensamblaje,” comenta Levi. Esto reduce errores y facilita la comunicación entre equipos.
¿Por qué Rensselaer Motorsport eligió NX CAD?
El equipo usa NX CAD como su herramienta principal de diseño, la misma que se enseña en los cursos de ingeniería de RPI. Esto permite a los nuevos miembros integrarse fácilmente al equipo, ya que ya están familiarizados con el software. Además, la integración nativa con herramientas de simulación como Simcenter les permite validar y optimizar sus diseños directamente desde la plataforma.
La importancia de la simulación integrada en el diseño
Tener herramientas de diseño y simulación en una misma plataforma acelera el proceso y mejora los resultados. Levi explica que con NX pueden iterar rápidamente sus diseños, simulando y validando componentes en una etapa temprana. Esto no solo reduce costos, sino que garantiza piezas más fiables antes de fabricar el auto.
Elliot añade que esta integración también permite alcanzar objetivos clave como peso o resistencia de los componentes, simplificando la complejidad del diseño y mejorando la eficiencia del equipo.
Consejos para aprender CAD
Elliot recomienda aprender CAD en un entorno colaborativo, resolviendo problemas constantemente. Para quienes deseen aprender NX, sugiere utilizar recursos como Siemens Xcelerator Academy y practicar regularmente con nuevos retos de diseño.
Predicciones sobre el futuro del diseño automotriz
Elliot y Levi comparten su visión sobre cómo las tecnologías emergentes transformarán la industria:
Simulación más rápida y realidad virtual: Elliot prevé avances en simulación gracias a un aumento en la potencia de cómputo y herramientas como NX Immersive Designer, que permiten diseñar en un entorno virtual.
Inteligencia artificial: Levi cree que AI podría optimizar el diseño y agilizar simulaciones al detectar errores o sugerir mejoras automáticamente.
Sostenibilidad: Levi asegura que el futuro de la industria está en los vehículos eléctricos (EV) y fuentes de energía verde. Rensselaer Motorsport ya sigue esta tendencia al diseñar autos eléctricos para competencias.
El compromiso de Rensselaer Motorsport con la innovación y la sostenibilidad no solo los posiciona como líderes en Formula SAE, sino que también prepara a sus miembros para enfrentar los desafíos de la industria automotriz. Con herramientas avanzadas como NX CAD y Simcenter, están diseñando el futuro, pieza por pieza.
Producto: NX, Simcenter 3D Solutions, Teamcenter Industria: Automoción y transporte
Cómo las soluciones de software de Siemens Digital Industries permiten a Hendrick Motorsports aprovechar el gemelo digital para mejorar el rendimiento y la confiabilidad
Hendrick Motorsports es un equipo de NASCAR® reconocido por su éxito y logros en la pista, con sede en un campus de 40,000 metros cuadrados en Concord, Carolina del Norte. A lo largo de su historia, han ganado 12 campeonatos en la serie más importante de NASCAR, consolidando su lugar en la historia del automovilismo.
Retos
Diseñar, construir y probar una flota de autos que cumpla con las regulaciones de NASCAR.
Mejorar el acceso a datos para aumentar el tiempo dedicado al análisis y la innovación.
Claves del éxito
Construir una infraestructura digital en la plataforma Teamcenter.
Colaborar con Siemens Digital Industries Software para maximizar la efectividad de las nuevas herramientas en cada lanzamiento.
Utilizar el portafolio de software de Siemens Digital Industries en su totalidad.
Resultados
Desarrollo rápido de nuevas piezas y ensamblajes que mejoraron el rendimiento y la confiabilidad.
Uso de NX para evaluar más opciones y optimizar el diseño.
Facilitación de la minería de datos más rápida y confiable a través de la infraestructura digital.
Como señala Tad Merriman, Gerente de Ingeniería del Taller de Motores de Hendrick Motorsports: “Si podemos aprovechar los cambios en las reglas más rápido, podemos desarrollar e implementar nuevas ideas más rápidamente, y esto puede resultar en ganar carreras. El software de Siemens Digital Industries es una ventaja competitiva”.
Transformando diseños en “piezas físicas”
Desde la década de 1990, Hendrick Motorsports ha utilizado software en su taller de ingeniería de motores, inicialmente empleando software de fabricación asistida por computadora (CAM) para crear trayectorias de herramientas necesarias para operaciones de 3, 4 y 5 ejes. Esto les permitió aumentar la eficiencia y reducir la variabilidad en las piezas.
A medida que incrementaron el uso del software de ingeniería en el diseño y la simulación, comenzaron a ver beneficios significativos, como la capacidad de capturar, documentar y colaborar en los diseños. La integración de herramientas CAD, CAM y CAE redujo la necesidad de importar y exportar datos, minimizando errores y manteniendo a los grupos de ingeniería alineados con las últimas actualizaciones de piezas y diseños.
Desarrollando la infraestructura digital
En 2004, el equipo se dio cuenta de que contaba con datos de diversas áreas que podían vincularse al desarrollo de productos, la producción, las operaciones en pista y la inspección posterior a la carrera. Junto con consultores de Siemens Digital Industries Software, comenzaron a trazar una estrategia de gemelo digital.
Desde el inicio, el equipo eligió la herramienta Teamcenter como la columna vertebral digital. Hendrick Motorsports captura datos de múltiples áreas, incluyendo datos de rendimiento en pista, hojas de construcción y más, todos organizados de manera que facilita el acceso y la colaboración en toda la organización.
Aprovechando el gemelo digital
Para Hendrick Motorsports, cada carrera es como un nuevo lanzamiento de producto. La ingeniería debe continuar desarrollando y produciendo mejoras a lo largo de la temporada, equilibrando las nuevas formas de obtener ventajas de rendimiento con la necesidad de mantener la confiabilidad.
Una de las maneras en que el equipo está trabajando con Siemens Digital Industries Software es a través del Programa de Adopción Temprana, que permite a clientes selectos probar software no lanzado y dar retroalimentación. Esto ha llevado a mejoras significativas en sus procesos de mecanizado, reduciendo el tiempo requerido para generar trayectorias de herramientas y mejorando la calidad.
Creando los mejores diseños posibles
El equipo también ha encontrado en Simcenter una herramienta crítica para su proceso de diseño. Utilizan Simcenter 3D desde el inicio de los nuevos proyectos para evaluar y entender las interacciones entre componentes, lo que les permite optimizar sus diseños y prevenir fallos.
Conclusión
Hendrick Motorsports ha demostrado repetidamente que su asociación con Siemens Digital Industries Software les ayuda a ganar carreras y campeonatos. Desde 1997, el equipo ha ganado más de 300 carreras y 14 campeonatos en los tres niveles nacionales de NASCAR, y no muestra señales de detenerse.
“El beneficio clave que los productos de Siemens nos brindan es la velocidad de respuesta para realizar cambios competitivos y mejorar el rendimiento en la pista en un tiempo limitado”, concluye Jim Wall, director de programas de motores.
Reducción de los plazos de entrega de piezas mecanizadas pequeñas YouniQ Machining se fundó en noviembre de 2017 para abordar una grave limitación en el mecanizado de pequeñas fijaciones y piezas que se utilizan principalmente para pruebas y mediciones. La producción de estas piezas suele subcontratarse, pero las instalaciones de producción no están bien equipadas para atender las solicitudes. La fabricación de piezas únicas suele requerir de ocho a 12 semanas cuando se producen con procesos de mecanizado convencionales. En cambio, muchas piezas pueden fabricarse con procesos de impresión 3D que reducen el plazo de entrega a sólo dos días laborables. YouniQ Machining se planteó si era posible una reducción similar del plazo de entrega para el sector del mecanizado.
Las tecnologías de fabricación aditiva/impresión 3D surgieron en un periodo en el que las plataformas en línea estaban comúnmente aceptadas; los modelos de negocio de la mayoría de las empresas que ofrecían servicios de impresión 3D se centraron mucho en las plataformas basadas en web desde el principio. El mecanizado industrial es mucho más conservador, pero tras investigar las posibilidades y limitaciones, YouniQ Machining no pudo determinar por qué no se podía reducir significativamente el tiempo de comercialización.
Los únicos factores limitantes que identificó la empresa fueron las tolerancias dimensionales, que suelen ser mucho menores en el mecanizado. Después de investigar un poco, se hizo evidente que estas tolerancias casi nunca son un obstáculo: la mayoría de los talleres de mecanizado determinan las tolerancias basándose en dibujos técnicos 2D que especifican grados de tolerancia genéricos y excesivamente ajustados del sistema ISO de límites y ajustes que dan como resultado un ajuste apretado. Otras razones de los largos plazos de entrega son los embudos de producción sobrecargados, la falta de personal cualificado, los procesos innecesariamente conservadores y la falta de disponibilidad de material.
Resolviendo el problema mediante la digitalización
El principal desafío de YouniQ Machining fue crear un modelo de negocio completamente nuevo que revolucionara la producción de piezas mecanizadas para entregas únicas o de pocas unidades. Abandonaron los enfoques tradicionales y rediseñaron todo el proceso desde cero, abarcando desde la recepción de pedidos, su evaluación, la producción y la entrega. La única manera de lograr este nuevo enfoque fue digitalizando cada elemento del proceso.
Imaginando un taller de mecanizado basado en la web
YouniQ Machining visualizó un flujo digital que optimizara y acelerara el ciclo de pedido a producción, un taller de mecanizado en línea que aplicara la eficiencia y velocidad de los servicios de impresión 3D a los procesos de mecanizado. El flujo digital comienza cuando el cliente prepara un modelo 3D del componente deseado en cualquier programa de diseño asistido por computadora (CAD) y luego sube el archivo CAD a un portal web. Una vez cargado, YouniQ aplica rutinas automatizadas que analizan la manufacturabilidad del modelo y generan una cotización basada en el tiempo simulado de mecanizado y el material. El cliente recibe un modelo 3D descargable de la pieza con los resultados esperados del mecanizado, que puede usar para verificar su ajuste en un ensamblaje. El cliente puede ajustar la cotización según el material, cantidad, entrega y requisitos de posmecanizado, y luego realizar el pedido. Usando programas generados por computadora, el equipo de YouniQ y su taller de máquinas producen las piezas y organizan la entrega en el tiempo y lugar especificados por el cliente.
Plataforma web única y enfoque de producción sin contacto habilitan entregas al día siguiente
Uno de los principales desafíos para materializar el taller de mecanizado en línea fue conectar el entorno web con las soluciones de diseño y manufactura asistidos por computadora (CAD/CAM). Como no había una solución prefabricada disponible, YouniQ tuvo que programar todo manualmente. Una solución CAD/CAM con una interfaz de programación de aplicaciones (API) robusta era fundamental.
YouniQ comenzó trabajando con un proveedor de soluciones CAD/CAM que ofrecía buena integración web, pero no pudo cumplir con los requisitos de la API. Otro proveedor de CAM tenía una API fuerte, pero falló en la integración web y la capacidad de CAD. Finalmente, la empresa se asoció con Siemens Digital Industries Software, que ofrecía soluciones que cumplían con todos los requisitos de YouniQ Machining.
A través del software de desarrollo de productos NX™, Siemens ofreció capacidades de integración CAD/CAM de primer nivel y programación de aplicaciones, superando rápidamente a otros proveedores. Las capacidades de NX que resolvieron los problemas incluyeron la integración web del formato de datos JT™ y la API NX Open para programación y personalización. Estos elementos clave ofrecieron un entorno abierto con grandes posibilidades de programación y una conexión sólida con CAD, que se volvió cada vez más importante con el tiempo.
Digitalización completa para cumplir la visión
YouniQ usó la solución de Siemens para rediseñar los procesos convencionales mediante una digitalización completa. El resultado es un proceso que ofrece precios transparentes, retroalimentación directa sobre la capacidad de producción, alternativas de acabado y modificaciones de diseño que reducen costos y tiempos de entrega. Lo más importante es que el proceso digitalizado redujo los tiempos de entrega de entre ocho y 12 semanas a tan solo dos días. Además, el proceso no requiere que los clientes proporcionen extensos dibujos técnicos en 2D.
Modelado sincrónico que acelera las modificaciones de diseño
Una capacidad clave de la solución NX que permitió este proceso reimaginado es el modelado sincrónico, una tecnología que permite la edición directa de la geometría del componente sin importar su sistema CAD de origen. El modelado sincrónico eliminó la necesidad de modificar manualmente el diseño original; con NX, YouniQ puede rediseñar fácilmente la pieza para asegurarse de que todas las especificaciones y tolerancias coincidan con los requisitos.
Programación automatizada de CNC con mecanizado
Las capacidades de mecanizado basadas en características de NX CAM también fueron críticas para el flujo digital. Con este enfoque, los programas de control numérico (NC) se crean automáticamente en función de las características del modelo del componente. Una función llamada editor de conocimiento de la máquina (MKE) permitió a los ingenieros de YouniQ registrar todas las reglas y herramientas utilizadas en el mecanizado de las características, capturando conocimiento y datos que impulsan la programación automática de NC.
Resultados
Con su capacidad de taller de mecanizado en línea y el flujo de trabajo automatizado, YouniQ Machining ha reducido los tiempos de entrega de las típicas ocho a 12 semanas a solo dos días. Además, ofrece opciones de entrega adicionales que reducen los costos: entrega normal en cinco días hábiles y entrega económica en 15 días hábiles.
Gracias a su flujo de trabajo completamente digitalizado, YouniQ Machining ha logrado márgenes más altos que sus competidores, lo que le ha permitido invertir en futuras innovaciones. La empresa también ha reducido su dependencia de expertos altamente calificados y disminuido la carga administrativa, permitiéndole enfocarse en su negocio principal de mecanizado. Con procesos definidos y programados en NX, la empresa ha estandarizado sus procesos de desarrollo y habilitado la estandarización de su hardware de producción.
Aunque la solución NX CAM de Siemens fue clave para lograr estos resultados, el soporte y la consultoría de Emixa Industry Solutions también contribuyeron en gran medida. Con su profundo conocimiento de Siemens NX CAD/CAM, automatización y postprocesamiento, así como su amplio entendimiento del sector, este socio comercial Platinum de Siemens fue capaz de traducir las necesidades de negocio de YouniQ en propuestas y soluciones concretas. Su vasta experiencia en apoyar a clientes en entornos exigentes con soluciones técnicas de alta gama permitió una implementación rápida y sin problemas, minimizando tiempos de inactividad y otras interrupciones. Además, Emixa Industry Solutions proporciona un ciclo de retroalimentación continuo para identificar y resolver futuros desafíos.
Planes futuros
En el futuro, YouniQ Machining busca agregar más interactividad a su entorno web, incluida la capacidad de que los clientes agreguen tolerancias sin dibujos en 2D y eliminar la aprobación manual del producto mediante el uso de algoritmos avanzados. La empresa también planea automatizar el procesamiento de información de producto y manufactura (PMI – anotaciones 3D en modelos de piezas) para respaldar el diseño basado en modelos y ofrecer una mayor variedad de materiales.
Supplyframe es la plataforma líder de Diseño a Fuente para la cadena de valor global de la electrónica. Ofrece soluciones que interpretan miles de millones de señales de intención, demanda, oferta y riesgo para proporcionar información valiosa a lo largo del ciclo de vida del producto, desde su diseño hasta su lanzamiento al mercado. En 2021, Siemens AG adquirió Supplyframe.
El DesignLab de Supplyframe es un estudio físico de investigación y desarrollo ubicado en Pasadena, California, dedicado a transformar la industria electrónica mediante la colaboración con otras organizaciones, como universidades, para desarrollar proyectos de hardware de código abierto y productos con impacto social. Además, el DesignLab organiza eventos como talleres técnicos y universitarios, entre otros.
Flujos de trabajo de diseño en Supplyframe DesignLab
El DesignLab utiliza NX CAD y otros programas de la cartera de Siemens Xcelerator durante todo su proceso de diseño. NX CAD proporciona herramientas para un diseño colaborativo y multidisciplinario entre MCAD y ECAD, lo cual es esencial para el desarrollo de productos con componentes electrónicos en el DesignLab.
El proceso de diseño en el DesignLab comienza con la recopilación de datos relevantes que guiarán las decisiones, ya que muchos de sus proyectos se basan en investigaciones previas. Esto incluye evaluar qué tipo de sensores se necesitan, la gestión de energía, la experiencia del usuario, entre otros factores. Una vez recopilada esta información, el equipo comienza a modelar e iterar en el diseño utilizando NX CAD. Posteriormente, avanzan a la fase de prototipado.
Con NX como herramienta integral de CAD/CAM/CAE, DesignLab también utiliza NX CAM para el prototipado y la fabricación. En su estudio de 4,900 pies cuadrados, cuentan con equipos como una máquina Pick and Place de alto volumen, una fresadora CNC y varias impresoras 3D, lo que les permite desarrollar rápidamente prototipos durante el proceso de diseño e iteración.
NX X: Licenciamiento en la nube para NX CAD
En junio de 2024, el DesignLab implementó NX X, una solución de Software como Servicio (SaaS) en la nube para el diseño de productos. NX X incluye todas las herramientas de diseño multidisciplinario de NX CAD tradicional, además de los beneficios de una solución SaaS, como flexibilidad, seguridad y escalabilidad. También cuenta con gestión de datos integrada y se conecta con el software de PLM Teamcenter, que DesignLab utiliza para la colaboración y el intercambio de datos.
Hablamos con Giovanni Salinas, Ingeniero Senior de Desarrollo de Producto en DesignLab, sobre su decisión de migrar a NX X. Cuando le preguntamos qué los motivó a optar por esta plataforma, Giovanni comentó:
“¡El sistema de licencias, sin duda! Prácticamente no hay que preocuparse por la gestión de licencias. Solo instalas NX X y empiezas a trabajar.”
El proceso de instalación de NX X en DesignLab
Giovanni destacó que la instalación de NX X fue “sin frustraciones” y la calificó como “la instalación más fácil de una aplicación, sin duda alguna”, tardando entre 25 y 30 minutos, la mayor parte del tiempo dedicada a descargar el paquete de instalación. A diferencia de las instalaciones típicas de software, que requieren la ayuda del equipo de TI, Giovanni solo necesitó asegurarse de tener conexión a internet. Recibió un correo para descargar el Siemens Software Center, siguió las instrucciones, y todo el proceso fue rápido y sencillo.
“Fue realmente fluido. Estoy deseando ver más aplicaciones de Siemens con una ‘X’ en su nombre.”
Flexibilidad de NX X: CAD basado en escritorio y en navegador
NX X ofrece lo mejor de ambos mundos, según Giovanni. El licenciamiento está gestionado en línea por Siemens, pero la aplicación sigue siendo de escritorio, lo que permite aprovechar el poder de procesamiento de la computadora local.
“Otras aplicaciones CAD en la nube son completamente online, lo que puede hacer que la instalación sea más fácil, pero traen sus propios desafíos.”
Mientras que otras aplicaciones totalmente en línea suelen ser versiones reducidas con funcionalidad limitada, NX X ofrece las mismas características y capacidades de NX CAD, junto con los beneficios del licenciamiento en la nube. Además, permite la transmisión de NX X en línea en cualquier dispositivo habilitado para navegador mediante la NX X Remote Extension.
Cómo un entusiasta de la bicicleta de montaña diseñó y fabricó su bicicleta personalizada de fibra de carbono desde cero con Siemens NX
Siemens no sólo ofrece productos a las grandes empresas, sino que también las pequeñas y medianas empresas e incluso los particulares pueden suscribirse y beneficiarse de la cartera de software y servicios Siemens Xcelerator. Así lo demuestra este caso:
Hace poco conocimos el proyecto de un alemán aficionado a la bicicleta de montaña, que se hace llamar Tío Bob, y su viaje, que empezó con una pantalla vacía y terminó con una bicicleta de montaña de fibra de carbono hecha a medida.
Debido a una lesión practicando ciclismo, el tío Bob necesitaba un nuevo proyecto para mantenerse entretenido. Es el fundador de una consultoría de ingeniería, por lo que poseía el software Siemens NX CAD y tenía experiencia con él. Así que, en su tiempo libre, empezó directamente a garabatear en Siemens NX con un enfoque de prueba y error y, con las semanas siguientes, sus ideas se convirtieron en un concepto sólido.
Bicicleta de montaña en el bosque Bob estaba especialmente encantado con las abundantes e individuales opciones de visualización 3D que ofrecía NX, le permitían trabajar de forma creativa y ver el resultado realista de su diseño antes de construirlo.
En cuanto al diseño, el tío Bob ha optado por un enfoque en el que la forma sigue a la función: “Si algo ya parece que no va a durar, seguro que no durará durante las pruebas”.
¿Por qué NX? Aparte del aspecto del diseño, realmente aprecia NX por la capacidad de probar y verificar sus datos de diseño CAD en herramientas de simulación de análisis de elementos finitos (FEA), que utiliza en su vida profesional diaria, así como con esta moto. “No me he arrepentido de la inversión en Siemens NX, ha merecido la pena y definitivamente me ha ayudado a facilitar los procesos. Antes de NX, tenía que copiar los datos manualmente de un programa a otro. La implantación de NX en Daimler hizo que empezara a buscar soluciones mejores.”
Así que se realizó un estudio de elementos finitos para someter el cuadro y la estructura a pruebas de estrés. Al fin y al cabo, las bicicletas de montaña de este tipo tienen que soportar grandes fuerzas físicas debido a los grandes saltos, el terreno suelto y las altas velocidades. ¡Y su bici lo hizo!
Por ejemplo, sus cálculos dieron como resultado que el cuadro alrededor del eje de pedalier puede soportar saltos o caídas con más de 6.000N. Para las zonas que no superaron las pruebas, se modificó la composición del material compuesto en Siemens NX y se añadieron capas adicionales para reforzarlas.
Empezar a construir con NX
Con un concepto sin defectos listo, diseñó un molde de inyección en Siemens NX que podría utilizar para producir las piezas de fibra de carbono. Gracias a las amplias funciones 3D de Siemens NX, pudo hacer el molde lo más pequeño y eficiente posible. Entonces empezó a trabajar en su garaje: Se moldeó un núcleo de cera que representa la geometría interior del bastidor de carbono. A continuación, envolvió la fibra de carbono y cerró el molde herméticamente. Utilizando vacío y alta presión se inyectó en el molde una renuncia endurecedora. Tras unas horas de templado, la resina se endureció y, al aumentar la temperatura, el núcleo de cera se fundió y salió. Ahora el marco estaba hecho. No se aplicó un barniz porque el tío Joe estaba seguro de que su construcción y los materiales utilizados eran suficientemente duraderos.
Después de eso, el marco fue hecho y el empezó a ensamblar todas las partes del marco hechas a la medida y las partes estándar compradas juntas. Unas semanas más tarde todo estaba hecho, una bicicleta de montaña extrema, que en conjunto sólo pesaba 17 kg, con el cuadro de carbono forjado personalizado construido por NX sólo tomando 3 kg parte de eso. Después de su primer viaje de prueba, Bob estaba más que impresionado:
“¡De locos! Los músculos de la cara doloridos por la sonrisa permanente. Sólo puedo decir: De ensueño. La moto me sienta como un guante”.
La fuerza de Siemens NX Este caso empresarial muestra la accesibilidad, exactitud y capacidad de predicción de Siemens NX. Construir algo con fibra de carbono era una tarea que sólo los grandes fabricantes se planteaban hace apenas diez años. Con NX de Siemens, ahora incluso los diseñadores con talento pueden planificar y diseñar desde casa estructuras de carbono sin defectos.
El uso de la ingeniería inversa y el modelado de polígonos de NX permitió implementar cambios de diseño y producir nuevos agarres entre carreras, eliminando una posible distracción en la pista.Andrew Miller, equipo de ingenieros de materiales avanzados Penske
Cumplir con los requisitos de diseño de ritmo rápido
Team Penske es uno de los equipos más exitosos en la historia de los deportes profesionales. Los autos de propiedad y preparados por Team Penske han producido más de 600 victorias en carreras importantes, más de 670 posiciones de privilegio y 43 campeonatos en competencias de carreras de autos deportivos, stock car y monoplazas. A lo largo de sus 56 años de historia, el equipo también obtuvo 18 victorias en las 500 Millas de Indianápolis, tres campeonatos de las 500 Millas de Daytona, una victoria en la Fórmula 1, victorias en las 24 Horas de Daytona y las 12 Horas de Sebring, además de una victoria en el Campeonato de Australia. legendaria carrera Bathurst 1000. En 2022, el equipo Penske compitió en la NTT INDYCAR SERIES, la NASCAR Cup Series y el Campeonato Mundial de Resistencia de la FIA.
Además de las carreras, la compañía también produce componentes de autos de carreras y equipos de apoyo para los programas de carreras de NASCAR, INDYCAR, International Motor Sports Association (IMSA) y World Endurance Championship (WEC).
Hay mucho más en ganar carreras que solo suerte. Durante la última década, Team Penske se ha centrado en desarrollar empuñaduras de volante personalizadas para ayudar a los conductores detrás del volante. Un agarre personalizado en el volante permite que el conductor se concentre en las carreras, logrando el máximo rendimiento del auto de carreras. Las empuñaduras de arcilla están esculpidas en el marco del volante y escaneadas en 3D para ingeniería inversa, lo que permite al equipo Penske implementar una solución de diseño adecuada lo más rápido posible.
Team Penske logró esto mediante el uso del software NX™ y el software Teamcenter®, que son parte de la plataforma comercial de software, hardware y servicios de la cartera Siemens Xcelerator.
Uso de la ingeniería inversa para acelerar el proceso de diseño
Diseñar estas empuñaduras de volante personalizadas y las herramientas de molde necesarias no es poca cosa. Team Penske solía subcontratar la ingeniería inversa de los datos escaneados, lo que aumentaba los costos y el tiempo de entrega. Más recientemente, Team Penske utilizó un paquete de software de terceros para aplicar ingeniería inversa a los datos escaneados, generar una superficie inicial y datos de diseño asistido por computadora (CAD) de referencia. Sin embargo, estos datos no eran nativos de NX, por lo que realizar cambios en el diseño fue laborioso e ineficiente.
Otro desafío al que se enfrentó la empresa fue satisfacer las demandas de una industria de carreras de ritmo acelerado. Cuando se trata de carreras, los pilotos son los principales interesados que generan resultados a partir de este desarrollo. El desarrollo de empuñaduras de volante personalizadas para los nuevos conductores o la implementación de cambios para los conductores existentes debe realizarse en cuestión de días o semanas. El desarrollo acelerado requiere que Team Penske use herramientas integradas para crear y cambiar diseños sin problemas.
Una vez que Team Penske se dio cuenta de las nuevas capacidades de ingeniería inversa con la cartera de Siemens Xcelerator, se propusieron utilizar NX y Teamcenter para optimizar el proceso. Mover la ingeniería inversa y el diseño al sistema CAD nativo de NX permitió un proceso de diseño interno más eficiente. El uso del sistema CAD de NX ayudó a almacenar todos los datos en una ubicación con trazabilidad en Teamcenter. La integración del proceso de ingeniería inversa en NX con las herramientas de ingeniería inversa y el modelado de polígonos ha simplificado este proceso. Ahora, Team Penske puede implementar cambios rápidamente en un proceso paramétrico. Esto es fundamental cuando se trata de múltiples conductores de INDYCAR, cada uno con manijas de volante únicas y personalizadas.
El uso de NX redujo el tiempo de diseño requerido para implementar cambios en comparación con el uso de paquetes de software de terceros. Un ejemplo de esto proviene del piloto de INDYCAR, Scott McLaughlin. McLaughlin quería cambios en los puños del volante después de su temporada inaugural con Team Penske en 2021. El uso de la ingeniería inversa y el modelado de polígonos de NX permitió al equipo Penske realizar cambios de diseño y producir nuevos puños para McLaughlin entre carreras, eliminando una posible distracción en la pista. “Un agarre personalizado en el volante permite que el conductor se concentre en las carreras para lograr el máximo rendimiento del auto de carrera”, dice Andrew Miller, ingeniero de materiales avanzados del equipo Penske.
McLaughlin ganó tres carreras, capturó tres poles y terminó en cuarto lugar en el campeonato INDYCAR durante su segunda temporada en 2022.
“El uso de la ingeniería inversa de NX y el modelado de polígonos permitió implementar cambios de diseño y producir nuevos agarres entre carreras, eliminando una posible distracción en la pista”, dice Miller.
Team Penske aprendió rápidamente a usar NX y Teamcenter con la ayuda de los recursos en línea de Siemens Xcelerator Academy y la atención al cliente de Siemens.
Corriendo por delante
El equipo Penske redujo el tiempo de diseño de las empuñaduras y los moldes del volante de un mínimo de tres o cuatro días a uno o dos días. Eliminó la subcontratación o los requisitos de software de terceros para los diseños de agarre del volante y utilizó Teamcenter para mejorar la trazabilidad del diseño para los diseños de agarre. Team Penske planea continuar usando NX y Teamcenter para investigar más a fondo el modelado algorítmico y de texturas para aplicar texturas a los agarres del volante y los dispositivos de interfaz.Un agarre personalizado en el volante permite que el conductor se concentre en las carreras para lograr el máximo rendimiento del auto de carreras.Andrew Miller, equipo de ingenieros de materiales avanzados Penske
Producto: NX CAD Industria: Automotriz y Transporte
Necesitábamos una solución rentable que se adaptara a nuestras necesidades técnicas y funcionara tanto para Windows como para Mac OS X. También buscábamos una solución que nos permitiera crecer ampliando nuestro potencial con Teamcenter para monitorear y administrar proyectos en todos sus fases. Encontramos estas características en NX.
Joan Sabata, Socio y Director
“Ayudando a las empresas a innovar a través del diseño”
ÀNIMA Barcelona (ÀNIMA) es una firma de diseño industrial fundada en 2002 por Diego Quiroga y Joan Sabata. Desde el principio, ÀNIMA ha combinado el talento creativo con la energía emprendedora para ayudar a los clientes a mejorar el diseño de productos y el desarrollo de nuevos productos. La misión y los valores de ÀNIMA se resumen en su lema: “Ayudando a las empresas a innovar a través del diseño”.
Hoy, ÀNIMA está formada por una plantilla multidisciplinar de diseñadores industriales, ingenieros y expertos en marketing e innovación que trabajan con una amplia red de expertos internacionales. Esto permite a ÀNIMA prestar sus servicios a empresas de una amplia gama de industrias, entre las que se encuentran la automoción, la movilidad sostenible, la maquinaria, el equipamiento industrial y personal, la electrónica, los productos médicos, el equipamiento de baño, la iluminación y el mobiliario.
La búsqueda de un sistema CAD de alto rendimiento
Los diseñadores de ÀNIMA tenían una gran experiencia en el modelado de objetos sólidos en tres dimensiones. Sin embargo, comenzaron a encontrar más y más proyectos que exigían un uso cada vez mayor de superficies avanzadas. Además, la empresa deseaba expandir su cartera de clientes a industrias en las que un sistema de diseño asistido por computadora (CAD) de alto rendimiento era crucial, lo que le permitía desarrollar diseños más complejos. ÀNIMA concluyó que su sistema CAD actual era inadecuado y comenzó la búsqueda de un reemplazo.
Para iniciar su búsqueda, ÀNIMA consultó al especialista en ingeniería y gestión del ciclo de vida del producto (PLM), Análisis y Simulación (AyS), socio de Siemens Digital Industries Software. ÀNIMA explicó sus necesidades y planes a largo plazo. AyS estudió la situación detenidamente, teniendo en cuenta tanto el proceso de diseño de la empresa como los requerimientos específicos de cada uno de sus departamentos. La fase de selección incluyó la evaluación de herramientas específicas para el diseño avanzado de superficies y el modelado de sólidos en 3D. Algunos sistemas candidatos fueron descartados porque no eran compatibles con el software del sistema operativo Mac OS® de Apple.
Durante el proceso de selección, ÀNIMA pronto se dio cuenta de que una herramienta integral era la opción más económica, porque significaba comprar una sola vez y mantener un único sistema. La empresa también quería un sistema CAD que evitara los problemas de compatibilidad entre diferentes marcas de software, para eliminar la pérdida de tiempo al traducir la geometría de los archivos.
Después de asistir a varias reuniones y demostraciones de software, ÀNIMA eligió el software NX™ de Siemens Digital Industries Software. ÀNIMA consideró a NX como una herramienta integral de desarrollo de productos, y calculó que su uso podría ahorrarle a la empresa hasta el 50 por ciento de su inversión planificada en el software. ÀNIMA también valoró la estrecha integración de NX con el sistema de gestión del ciclo de vida digital, el software Teamcenter®, también de Siemens Digital Industries Software. ÀNIMA tiene previsto implementar Teamcenter en un futuro próximo para mejorar el control y la eficiencia de los procesos.
“Necesitábamos una solución rentable que se adaptara a nuestras necesidades técnicas y funcionara tanto para Windows como para Mac OS X”, dice Joan Sabata, socio y propietario de ÀNIMA. “También buscábamos una solución que nos permitiera crecer ampliando nuestro potencial con Teamcenter para monitorear y administrar proyectos en todas sus fases. Encontramos estas características en NX”.
NX demuestra su eficacia desde el principio
El primer proyecto desarrollado íntegramente con NX fue el diseño de la motocicleta eléctrica Volta® BCN, cuyo objetivo era promover la movilidad sostenible en entornos urbanos. Los diseñadores de ÀNIMA utilizaron NX para todo el proceso, desde los bocetos iniciales hasta el desarrollo completo.
Según la dirección de ÀNIMA, el uso de NX dio como resultado mejoras significativas en la creatividad del diseño y la eficiencia del proceso de diseño. La gerencia señala que el tiempo necesario para completar todo el proceso de diseño, hasta la fabricación del primer prototipo, se ha reducido en un 65 por ciento.
“Ahora sabemos que podemos abordar proyectos ambiciosos, porque NX cumple con nuestro alto nivel de exigencia”, dice Sabata. Agrega: “Contar con Análisis y Simulación como socio tecnológico nos da una confianza especial, por la experiencia de la organización en la materia y el asesoramiento altamente profesional”.
Con NX completamente implementado, el equipo creativo de ÀNIMA está ocupado desarrollando proyectos tanto para el mercado local como internacional. Entre los proyectos, ÀNIMA está trabajando actualmente en nuevos diseños para la industria de la automoción que pronto verán la luz. De hecho, el equipo de diseño está muy entusiasmado con la excelente impresión que causará su trabajo en este espacio de mercado, pero además, el equipo está ansioso por demostrar el valor que los diseños aportarán a sus clientes.
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Un agarre personalizado en el volante permite que el conductor se concentre en las carreras para lograr el máximo rendimiento del auto de carreras.Andrew Miller,
