Kässbohrer: El gemelo digital da como resultado una nueva generación de vehículos

El Kässbohrer logra el éxito en el desarrollo de productos digitales con Solid Edge.

La más alta calidad para eventos deportivos

Aprovechando la popularidad del esquí en la década de 1920, los miembros de la familia Dessbohrer desarrollaron los primeros gatos de nieve, y en 1969 introdujeron el PistenBully peluquero de nieve. El PistenBully es un vehículo todoterreno equipado con cadenas que prepara pistas de esquí en condiciones climáticas extremas con una hoja de nieve, un timón de nieve y un tablero de suavizado. Tras su avance internacional durante los Juegos Olímpicos de Invierno de 1972, hay 22.000 tablones de nieve PistenBully de la ciudad de Gelndefahrzeug AG (Kässbohrer) en uso en 110 países. La empresa cuenta con 550 empleados con 350 en la oficina principal de Laupheim, Alemania, donde se producen 600 vehículos nuevos al año. Esto convierte a la empresa familiar en el líder del mercado global. Las orugas y construcciones soldadas de las cabinas se fabrican internamente en salas luminosas y modernas. La mayoría de los demás componentes, desde potentes motores diésel, transmisiones, sistemas hidráulicos y componentes eléctricos hasta componentes mecánicos resistentes, se entregan justo a tiempo, se ensamblan y programan antes de ser probados a fondo. Los vehículos PistenBully deben ser capaces de soportar temperaturas bajo cero, así como ascensos extremos, al tiempo que cuentan con un rendimiento suficiente del motor para conducir todos los sistemas que terminan las pistas de esquí de fondo y las pistas. Algunos jardineros de nieve PistenBully tratan laderas empinadas en cabrestantes de cable o construyen parques de nieve y cursos de interior para snowboarders.

Potente entorno de desarrollo en 2002, el departamento de desarrollo comenzó sus primeros proyectos de diseño 3D con el software Solid Edge®, el innovador sistema de diseño asistido por ordenador (CAD) 2D/3D desarrollado y distribuido por Siemens Digital Industries Software. “En casi ningún momento creamos todos nuestros nuevos componentes en 3D y migramos los datos del sistema 2D existente a Solid Edge”, dice Roland Weidmann, técnico de ingeniería mecánica de La ciudad. “Con nuestros estrechos vínculos con el desarrollo, podemos garantizar que todos los requisitos técnicos hasta el más mínimo detalle se cumplan de forma ergonómica y eficiente. Bajo la presión de eficiencia de un fabricante mediano, los desarrolladores solo aceptan soluciones que aportan valor añadido. “Trabajando con el distribuidor autorizado de Solid Edge PBU CAD-Systeme, la empresa complementó Solid Edge con un sistema de gestión de datos de productos (PDM) para todos los flujos de trabajo de ingeniería. Los sistemas se combinaron con la solución SAP® de planificación de recursos empresariales (ERP) para que los desarrolladores solo tengan que introducir un mínimo de datos. El software NX™, un potente sistema CAD/CAM/CAE 3D de Siemens Digital Industries Software, se utiliza para el modelado de superficies de forma libre. Posteriormente, los modelos se transfieren a Solid Edge.

“Solid Edge es la columna vertebral de la ingeniería con la que creamos los gemelos digitales de nuestros productos en alrededor de 50 estaciones de trabajo”, dice Weidmann.

Además de Solid Edge, el software de soluciones PART de Cadenas utiliza como una biblioteca de piezas estándar 3D. Las piezas compradas existentes simplemente se cargan en Solid Edge y se visualizan. Los diseñadores pueden identificar nuevos requisitos en los catálogos de fabricantes del proveedor e informarlos a un departamento de normas para su verificación. Después de la aprobación, un flujo de trabajo organiza la provisión del modelo, así como el mantenimiento en la solución PLM. “Un sencillo sistema de semáforos en soluciones PART limita la variedad de piezas y los diseñadores no tienen que hacer mucho para utilizar las piezas estándar”, dice Andreas Winter, técnico de ingeniería mecánica de Kässbohrer.

Solid Edge a gemelo digital

El diseño de piezas de chapa metálica requiere un enfoque diferente, que no todos los sistemas 3D pueden soportar. Solid Edge tiene su propio módulo para el diseño de chapa metálica. Esta es una prioridad: alrededor del 40 por ciento de los componentes desarrollados con Solid Edge son piezas de chapa metálica. Con las funciones completas del módulo de chapa metálica, el sistema soporta a los diseñadores con la vista desarrollada, así como con patrones planos y acelera muchas actividades rutinarias. “Con las potentes herramientas de diseño de chapa metálica de Solid Edge, nuestros diseñadores pueden obtener los resultados deseados rápidamente”, dice Weidmann. El Kässbohrer utiliza cada vez más Solid Edge Simulation, la solución de simulación integrada, para analizar y verificar el rendimiento de los componentes. El uso de Solid Edge Simulation ha permitido a la empresa reducir el peso, el espacio y el consumo de energía y mejorar la estabilidad.

“Con la integración completa de Solid Edge Simulation, los bucles de iteración de simulación y cambio se convierten en un proceso en el que nada más se pierde, gracias a la historia”, dice Weidmann. “Todos los desarrolladores, no solo los especialistas, pueden trabajar con esta herramienta de análisis”. Las potentes funciones de modelado de ensamblajesimplifican el manejo de la ampliagama de modelos de productos. El gemelo digital del más reciente peluquero de nieve PistenBully, que representa prácticamente todos los componentes mecánicos, comprende varios miles de piezas individuales. En el proceso de diseño del ensamblaje, se realizan simulaciones cinemáticas para verificar completamente que los componentes se pueden instalar en espacios reducidos. “Con cada generación de vehículos, el modelo de producto digital se vuelve más detallado”, dice Weidmann. “Con nuestro nuevo PistenBully 100 4F, hemos creado un gemelo digital con casi el 100 por ciento de todos los componentes mecánicos, y así hemos alcanzado un nuevo nivel en el desarrollo de productos.”

PistenBully 100 4F

El mayor grado de detalle se relaciona principalmente con la representación de la tubería hidráulica con XpresRoute, el módulo complementario especializado para Solid Edge. Las tuberías y cables están diseñados al final del proceso de desarrollo, cuando el gemelo digital ya tiene varios gigabytes (GB) de tamaño. Para manejar los modelos grandes, los nuevos equipos tienen hasta 32 GB de memoria de acceso aleatorio (RAM) y están ejecutando la última versión de Solid Edge.

Con las funciones completas de XpresRoute, las tuberías con piezas de conexión se pueden definir y enrutar rápidamente en espacios reducidos. El software XpresRoute crea automáticamente tablas de plegado que pueden ser utilizadas directamente por las máquinas de plegado de tubos. Al mismo tiempo, los diseñadores definen y posicionan el cableado eléctrico con Solid Edge Wire Harness Design, una aplicación de complemento totalmente integrada. Estos subsistemas están bajo la cabina del conductor del densamente embalado PistenBully 100 4F. Muchas innovaciones adicionales son evidentes en el entorno operativo intuitivo del PistenBully con pantalla táctil y teclas de función, que se han desarrollado utilizando tecnología de diseño ergonómico de vanguardia. Una amplia cabina con asientos cómodos y una mayor sala de codos ofrece seguridad y comodidad para el conductor, que pasa ocho horas en la estación de trabajo. “Sin el uso integral del modelado de superficies de forma libre NX y las soluciones Solid Edge en el desarrollo de productos digitales, no habríamos sido capaces de desarrollar esta generación de vehículos de esta manera”, dice Weidmann. “Con gemelos digitales más detallados y completos, podemos entregar mejores vehículos a nuestros clientes”.

El éxito de Kässbohrer es el resultado de una asociación a largo plazo con Siemens Digital Industries Software, que actualiza Solid Edge anualmente, y con La PBU CAD-Systeme, que ha estado asesorando y apoyando a Kässbohrer desde 2002 de acuerdo con una contrato de mantenimiento. “Debido al apoyo competente que recibimos de la PBU (CAD-Systeme), ya no necesitamos preocuparnos por muchos detalles y somos capaces de concentrarnos en lo esencial”, dice Weidmann. Winter añade: “Estamos satisfechos con el desarrollo de Solid Edge, especialmente cuando se mejoran los muchos módulos pequeños”. El rendimiento integral de Solid Edge es especialmente importante para Kässbohrer. Sin embargo, la compañía no quiere implementar más de una nueva versión por año, ya que esto requiere actualizar numerosas interfaces y preparar una divulgación profesional a los usuarios finales que contará con explicaciones, capacitaciones y directrices.