Ingenieros de la NASA utilizaron Simcenter Femap para asegurar que Curiosity pudiera soportar los “Siete Minutos de Terror”

Producto: Femap, Simcenter
Industria: Aeroespacial y Defensa

Simcenter Femap ayuda a optimizar componentes y piezas para la misión de Curiosity a Marte, la más desafiante y exigente de la historia.

Enviar un paquete a Marte es una empresa compleja

La entrega de un laboratorio científico itinerante desde la Tierra hasta el planeta Marte requiere una planificación meticulosa y un rendimiento preciso. Sólo tienes una oportunidad de hacerlo bien: no hay margen de error. Ingenieros y científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en el Instituto de Tecnología de California tuvieron que tomar decisiones cruciales miles de veces durante un calendario de desarrollo de productos de varios años para aterrizar con éxito el Mars Rover “Curiosity” en el suelo del cráter Gale el 6 de agosto de 2012.   Han estado haciendo ciencia de cohetes en JPL desde la década de 1930. En 1958, científicos de JPL lanzaron Explorer, el primer satélite estadounidense en orbitar la Tierra, seguido de muchas misiones exitosas no sólo cerca de la Tierra, sino también a otros planetas y las estrellas.

Los ingenieros de JPL utilizan un kit de herramientas de aplicaciones de software de ingeniería de Siemens Digital Industries Software para ayudarles a tomar decisiones altamente informadas. Un componente clave en este kit de herramientas es Simcenter™ Femap™ software, un programa de software de simulación de ingeniería avanzada que ayuda a crear modelos finitos de análisis de elementos (FEA) de productos y sistemas de ingeniería complejos y muestra los resultados de la solución. Usando Simcenter Femap, los ingenieros de JPL modelaron virtualmente los componentes, ensamblajes y sistemas de Curiosity, y simularon su rendimiento bajo una variedad de condiciones.

De 13.000 a 0 mph en siete minutos También conocido como el Laboratorio científico de Marte (MSL), este rover es masivo en comparación con los vehículos anteriores que la NASA ha aterrizado en el “Planeta Rojo”. En la configuración desplegada con el brazo extendido, el rover tiene 2,5 metros de ancho, 4,5 metros de largo y 2,1 metros de alto. Con un peso de casi una tonelada, el rover Curiosity es cinco veces la masa y el doble de la longitud de sus predecesores, lo que significaba que había que diseñar un procedimiento de aterrizaje completamente nuevo y mucho más suave. La NASA necesitaba ralentizar la nave espacial rover de una velocidad de 13.000 millas por hora (mph) a un punto muerto virtual para aterrizar suavemente el rover durante lo que la NASA llama “Siete Minutos de Terror”. Después de completar una serie de maniobras “S”, desplegando un enorme paracaídas, y luego con el uso sin precedentes de una “grúa celeste” especialmente diseñada, el MSL se estableció suavemente para no dañar los componentes funcionales y científicos de los laboratorios.

Estos componentes incluyen un brazo robótico de 2,1 m de largo, que se utiliza para recoger muestras en polvo de rocas, limpiar el suelo, las superficies de los cepillos y entregar muestras para instrumentos analíticos. Los instrumentos científicos de la torreta del brazo incluyen el Mars Hand Lens Imager (MAHLI) y el Espectrómetro de rayos X de partículas alfa (APXS). Otras herramientas de la torreta son componentes del subsistema de adquisición, procesamiento y manipulación de muestras (SA/SPaH) del rover: el sistema de perforación de adquisición de polvo (PADS), la herramienta de eliminación de polvo (DRT) y el dispositivo de recolección y manipulación para análisis de rocas marcianas interiores (CHIMRA).

Curiosity también heredó muchos elementos de diseño de los anteriores rovers de Marte “Spirit” y “Opportunity”, que llegaron a Marte en 2004. Esas características incluyen tracción a las seis ruedas, un sistema de suspensión rockero-bogie y cámaras montadas en un mástil para ayudar al equipo de la misión en la Tierra a seleccionar objetivos de exploración y rutas de conducción en Marte.

Prácticamente toda la nave espacial en sí y su carga útil fueron sometidas a análisis de simulación utilizando Simcenter Femap para el procesamiento previo y posterior. Las simulaciones realizadas antes de la producción de piezas y sistemas incluían estática lineal, cargas normales, pandeo, no lineal, vibración aleatoria y análisis transitorios. Miles de decisiones de diseño se tomaron utilizando información de simulaciones de Simcenter Femap.

Además de la naturaleza compleja de la propia misión, los ingenieros que desarrollaron Curiosity desde el diseño inicial hasta la entrega final de componentes a Cabo Cañaveral estaban trabajando contrarreloj. La ventana de tiempo ideal para enviar un paquete de la Tierra a Marte es un período de 2 a 3 semanas que ocurre aproximadamente cada 26 meses. Perder esa ventana habría fijado la misión de nuevo en más de dos años, por lo que los ingenieros de JPL necesitaban analizar piezas y componentes de forma rápida y eficiente para que pudieran ser fabricados.

El papel de Simcenter Femap

Simcenter Femap es el principal preprocesador y postprocesador de JPL para FEA. Para MSL, los ingenieros comenzaron a usar Simcenter Femap al principio de la etapa de diseño cuando estaban realizando estudios comerciales sobre varias configuraciones o diferentes maneras de abordar la misión. A medida que la configuración maduraba, utilizaron Simcenter Femap para ayudar a crear el modelo de elementos finitos maestros que se utilizó para ejecutar los distintos casos de carga.

La mayoría de los analistas estructurales de JPL utilizan Simcenter Femap para crear o ver los resultados de una ejecución de FEA. El software se utilizó tanto para el análisis lineal de alto nivel como para el análisis no lineal muy detallado. Estos son dos tipos de análisis muy diferentes que utilizan la misma pieza de software.

Ciertos trabajos eran simplemente demasiado grandes para una persona, y en algunos casos los ingenieros tenían que basarse en el trabajo de otras personas que previamente habían utilizado Simcenter Femap para construir modelos FEA. Simcenter Femap fue diseñado como un paquete muy fácil de usar, creado para analistas por analistas que son muy conscientes de lo que los ingenieros necesitan y cómo funcionan. Pueden recogerlo después de seis meses de no uso y volver a ser el máximo competente en muy poco tiempo.

Simcenter Femap fue fundamental en la realización de todo tipo de FEA en todos los aspectos del vehículo. Cada componente del vehículo tenía un modelo de nivel superior, tipo cargas, y estos modelos se unieron para crear el modelo completo de la nave espacial. Los ingenieros de JPL trabajaron a través de varios escenarios de “qué pasaría si”, incluyendo hasta 37 casos de carga diferentes para cómo se desplegaría el paracaídas durante el proceso de aterrizaje.

La misión Curiosity no es el único proyecto actual de JPL. Otras misiones incluyen satélites monitoreando las condiciones de la Tierra, telescopios, experimentos y otras naves espaciales.

Las misiones planeadas incluyen la misión InSight que colocará un lander en Marte en 2016 para perforar bajo la superficie e investigar el interior profundo del planeta para entender mejor la evolución de Marte. Incluso hay planes para una misión propuesta de Retorno de Muestras de Marte, que recogería muestras de la superficie de Marte y las devolvería a la Tierra.

Los ingenieros de JPL están utilizando y probablemente seguirán utilizando Simcenter Femap para ayudar a lograr estas y otras misiones de ingeniería, descubrimiento y ciencia.

GKN Aerospace utiliza Tecnomatix Plant Simulation para optimizar los procesos deproducción.

Producto: Tecnomatix
Industria: Aeroespacial y Defensa

El proveedor global de motores aeroespaciales despliega la solución siemens para identificar los cuellos de botella de producción y reducir los costes.

GKN Aerospace Engines, una línea de negocio de GKN Aerospace, necesitaba una mejor herramienta para planificar y optimizar su proceso de producción y la inversión en equipos de producción, una herramienta que ayudaría en la planificación estratégica y manejaría la complejidad de la vida real para predecir con precisión los plazos de entrega y considerar la variación. GKN Aerospace necesitaba una nueva vía para satisfacer las expectativas de entrega de los clientes e identificar cualquier problema existente que pudiera resolverse antes de que se volvieran inmanejables. Además, algunas secuencias de valores comparten recursos de producción entre diferentes productos, lo que provoca flujos de material de cruce. La complejidad de la producción y la toma de decisiones de base diaria, afectan el plazo de entrega y crean una oportunidad para un enfoque basado en la simulación, para apoyar una mejora continua. Esto llevó a GKN Aerospace a creer que la simulación discreta de eventos apoyaría perfectamente las diferentes iniciativas de la compañía.

Reconociendo una clara necesidad de hacer sus procesos de alquiler de curvas más eficientes, al tiempo que considerando los aumentos esperados del volumen de producción futuro, GKN Aerospace decidió llevar a cabo un programa piloto utilizando Plant Simulation en la cartera ® Tecnomatix. Plant Simulation permite a los usuarios definir un modelo virtual de un centro de producción, con todas sus características e interconsciencias, y utilizarlo para simular la producción real. Tecnomatix forma parte de la cartera ™ Xcelerator, una cartera completa e integrada de software y servicios de Siemens Digital Industries Software.

“Empezamos a usar Plant Simulation ya que necesitábamos una mejor herramienta de planificación estratégica para analizar y planificar la capacidad de producción”, dice Alexander Hall, ARQUITECTO MOM-MES, GKN Aerospace Engines Business Line, TI-IS. “Dada la combinación de aumento de los volúmenes de producción proyectados en primer plano y la complejidad de nuestro proceso de producción, nos hemos dado cuenta de que las herramientas de análisis de capacidad estática que estábamos utilizando no eran lo suficientemente precisas.”

Proyecto piloto toma vuelo

El proyecto piloto de simulación de plantas se llevó a cabo en la planta de GKN Aerospace en Kongsberg, Noruega. Esta planta fue seleccionada para el piloto, ya que se esperaba que los volúmenes de producción de su familia de productos TEC/TRF crecieran significativamente, creando la necesidad de realizar un análisis de producción y ajustar el sistema de productos al nuevo volumen esperado. Los ingenieros de la planta de Kongsberg poseían experiencia básica con herramientas discretas de simulación de eventos antes de iniciar el proyecto de simulación de plantas. Uno de sus principales objetivos en este proyecto de producción virtual era analizar flujos de valor (el flujo de valor es la terminología de GKN Aerospace para una familia de productos y su proceso de producción) e identificar áreas problemáticas potenciales (cuellos de botella, que las máquinas no se están utilizando correctamente, etc.) para mejorar.

La simulación de producción con Plant Simulation puede considerar el efecto de la variabilidad, un factor importante que afecta fuertemente al rendimiento de la planta. En Kongsberg han planeado y no planificado la variabilidad. Algunos ejemplos de variabilidad no planificada son fallos en la máquina, falta de material de los proveedores y no conformidad. En un entorno con muchas incertidumbres, la simulación es un sólido gemelo digital de producción que tiene en cuenta estos problemas y, a su vez, mejora la toma de decisiones en las áreas de inversión en máquinas y mejora de procesos. La simulación también es un componente importante de la iniciativa de digitalización de GKN Aerospace.

GKN Aerospace creó un modelo de simulación con Plant Simulation, simuló escenarios de producción histórica de la vida real para validar la precisión del modelo y utilizó el modelo para probar futuros escenarios y opciones de aumento de volumen de producción. Además, la capacidad de Plant Simulation para visualizar el proceso de producción en un entorno 3D dinámico fue poderosa, ya que ayudó a los empleados de GKN Aerospace a comprender mejor el diseño, el proceso de producción y el flujo de material.

El proyecto piloto de Simulación de Plantas tenía tres objetivos principales: evaluar la aplicabilidad de Plant Simulation para GKN Aerospace, pro-duce una plantilla de simulación que facilitará el uso de la herramienta de simulación en otros sitios pro-ducción y analizará el aumento de volumen esperado en una de las familias de productos vegetales (o flujos de valor). Los tres objetivos se cumplieron con éxito con Plant Simulation.

Otro beneficio, algo no planificado, obtenido del piloto de Simulación de Plantas fue que le dio a GKN Aerospace una mejor comprensión de cómo se manejan los datos relacionados con la producción dentro de la empresa, lo que les permitió identificar varias áreas potenciales de mejoras importantes en la integración de sistemas y flujos de datos.

Por último, todos los conocimientos obtenidos con Plant Simulation se obtuvieron a través de la creación de un modelo gemelo digital de producción realista sin interferir con la producción real.

“Tenemos mucha variabilidad planificada y no planificada en nuestra planta”, dice Ragnhild Hansen, ingeniero de tecnología/proyecto del sitio GKN Aerospace Kongsberg. “Por ejemplo, el manejo de la no conformidad es una actividad no planificada que tiene un fuerte impacto en nuestro rendimiento a favor de la ducción. Plant Simulation nos ayuda a analizar el impacto de la variabilidad en el rendimiento de la planta, ya que de lo contrario es casi imposible”.

Martin Asp, ARQUITECTO MOM-MES, GKN Aerospace Engines Business Line, TI-IS dice que el sistema de producción de GKN Aerospace es muy complejo e incluye variabilidad tanto en volumen como en mezcla de productos. “Es un sistema dentro de un sistema, con muchas interdependencias, lo que hace que sea difícil de analizar sin una herramienta adecuada”, dice. “Como tal, hemos encontrado que Plant Simulation es una herramienta que puede manejar esta complejidad y resaltar ideas beneficiosas.” GKN Aerospace también utilizó la capacidad única que Posee Plant Simulation para representar trayectorias de flujo de material y volumen con el Diagrama de Sankey para ayudar a demostrar a su equipo de gestión la complejidad y muchas interdependencias de la producción y el flujo de material de GKN Aerospace. En un diagrama de Sankey, el ancho de una línea representa el volumen (material o técnicos) que fluye o se mueve en esta ruta (un concepto similar es común en los mapas de tren o metro). Un ejemplo de la importancia del análisis de trayectorias de flujo de material es la célula de trabajo de tratamiento térmico único, que admite varias secuencias de valor.

Plant Simulation mostró al equipo de producción de GKN Aerospace que la avería y el mantenimiento de los equipos de instalación estaban afectando la producción de su producto de bastidor trasero de turbina líder en sólo un cuatro por ciento, lo que contradijo sus proyecciones originales. Por otro lado, Plant Simulation reveló que la producción manual afecta al 72 por ciento del plazo de entrega, lo que muestra claramente dónde la optimización puede ser más impactante para GKN Aerospace. “Nos dimos cuenta de que necesitábamos cambiar el análisis de producción estático que estábamos haciendo a uno dinámico, así que empezamos a usar Plant Simulation”, dice Mikael Carlsson, GERENTE DE MOM-MES, GKN Aerospace Engines Business Line, TI-IS. “Decidimos incluir procesos no conformes en nuestro modelo de simulación. Predecir los plazos de entrega para los pedidos de reelaboración es un desafío para nuestro negocio. Utilizando diferentes escenarios en Plant Simulation podemos ver el impacto en el tiempo de entrega de diferentes tipos de reelaboración. Mediante el uso de la simulación de planta pudimos identificar un cuello de botella causado por la reelaboración en combinación con el flujo de producción principal. Resolvimos esto añadiendo una nueva estación de trabajo”. Con Plant Simulation, GKN Aerospace puede simular toda una línea de producción y llegar a conclusiones concretas sobre posibles mejoras de rendimiento. Tal simulación dinámica considera dependencias de producción y flujo de material entre máquinas y células de producción.

“Encontramos que la capacidad y los resultados de utilización obtenidos con Plant Simulation eran un 30 por ciento más precisos que nuestros métodos anteriores”, dice Hansen.

Rendimientos tempranos positivos

El proyecto piloto de Simulación de Plantas proporcionó a GKN Aerospace una herramienta de software que puede manejar su objetivo estratégico para reducir el tiempo de entrega pro-ducción con la expectativa de que en última instancia resultará en una ventaja competitiva ya que Plant Simulation ayuda con las pruebas y la validación de escenarios de producción, ahorrando tiempo y dinero.

GKN Aerospace también utilizó Plant Simulation para calcular la capacidad de producción y visualizar el flujo de material. La simulación también ayudó a identificar fácilmente los cuellos de botella, ya que GKN Aerospace puede ejecutar Plant Simulation durante cualquier período de producción (por ejemplo, una semana). Plant Simulation también ayudó a GKN Aerospace a planificar los cambios de producción y responder preguntas operativas. “Después del completo piloto de simulación de plantas que hemos llevado a cabo en nuestra planta de Kongsberg en Noruega, estábamos convencidos de que la simulación de plantas se puede utilizar para crear un modelo de simulación de nuestros motores aeroespaciales procesos pro-ducción”, dice Karl-David Pettersson, SVP Engineering &Technology, GKN Aerospace Business Line. “Nos ayuda a optimizar los procesos de producción, utilizar mejor nuestros activos de producción, validar el flujo de material, reducir wip y determinar cuándo tenemos que comprar nuevos equipos de producción para aumentar la capacidad de producción.”

El proyecto se llevó a cabo con el apoyo de consultores de Siemens, lo que ayudó a GKN Aerospace a intensificar la simulación de plantas. En algún momento, surgió una necesidad de simulación de su sitio de producción estadounidense, ya que GKN Aerospace estaba planeando cambiar el flujo de productos y quería entender el impacto en la entrega a los clientes. Los ingenieros de GKN Aerospace construyeron un modelo de simulación para apoyar esto, por su cuenta, con la ayuda de los consultores de Siemens, lo que fue una buena señal para la rampa de GKN Aerospace con habilidades de simulación.

Jonas Steen, Director de Sistemas de Información de Inserción Tecnológica de GKN Aerospace Engines Business Line, concludes, “GKN Aerospace Engines Business Line produce productos complejos con requisitos de calidad excepcionalmente altos en un volumen bajo, utilizando equipos muy caros, que a veces se utilizan para varios productos. La combinación de todo esto crea un escenario de producción muy complejo, de modo que sólo una herramienta de simulación avanzada como Plant Simulation puede manejar esta complejidad.”

Para tener una compra más exitosa de la innovadora metodología que ofrece Plant Simulation, el equipo del proyecto se aseguró de involucrar a las personas de producción de la planta en la actividad. Tal ejemplo es la participación de Daniel Bryn, un gerente de flujo de valor de eje en la planta, quien cree que la simulación de plantas es un medio esencial para reducir el plazo de producción, que es una iniciativa fuerte. Un ejemplo de una importante necesidad de simulación que vino de su flujo de valor es el análisis del área de la tienda de pintura. Como el proceso de pintura incluye una gran cantidad de procesos diversificados a favor de la ducción, no es completamente sencillo entender el flujo y la dinámica dentro de esta área, y había una sensación de que sólo las personas que trabajaron allí realmente pueden entenderlo y optimizarlo. Pidió analizar cómo aumentar la tasa de ejes procesados en esta área, sin aumentar el poder del hombre, y de hecho, se hizo tal simulación, revelando ideas prometedoras.

En otro proyecto de simulación para este flujo de valor, evaluaron la introducción de toda una célula automatizada para ejes (manipulación robótica de materiales, fresadora de torneado acoplado automático, etc.). Plant Simulation ayudó a analizar cómo las nuevas máquinas afectarían la secuencia de producción, ayudó a compararla con el rendimiento de máquinas similares que ya tenían y mostró cómo esto afectaría a las máquinas existentes en la línea. Esta actividad también demostró que GKN Aerospace puede reutilizar un modelo de simulación de un flujo de valor a otro.

Plant Simulation también proporciona valor con escenarios relacionados con el cliente, lo que permite a GKN Aerospace mostrar su innovador proceso de producción.  “Plant Simulation se puede utilizar para mostrar al cliente una línea de producción activa o un concepto planificado de una línea de producción de una manera muy dinámica y visualizada que destaca la innovación de GKN Aerospace”, dice Bryn.

Como resultado de este proyecto piloto, GKN Aerospace puede utilizar la simulación de plantas en varias áreas, como el soporte de la fabricación lean. Plant Simulation ayuda a GKN Aerospace a comprender mejor sus flujos de valor y las grandes cantidades de datos que la compañía no está utilizando completamente. El proyecto piloto también ofreció a GKN Aerospace una transparencia significativa en sus instalaciones de producción y les permitió mejorar sus procesos. Plant Simulation se utiliza tanto para procesos completamente nuevos como para flujos de valor (áreas de campo verde), sino también para admitir (continuar) la mejora de los procesos de producción existentes. Además, se identificaron algunas nuevas iniciativas de simulación potenciales con Simulación de Plantas, como el análisis del espacio de producción de la planta, la planificación de procesos operativos, el apoyo a los procesos de licitación y otros.

GKN Aerospace también tiene algunas ideas sobre cómo pueden utilizar Plant Simulation para hacer frente a los nuevos desafíos que la pan-demic COVID-19 presentó. Por ejemplo, el gemelo digital de producción creado con la simulación se puede utilizar para una gran cantidad de revisiones virtuales y reducir la interacción cara a cara de los empleados. Además, la visualización y simulación de una línea de producción ayuda a comprender el flujo de producción, casi como si hubiera visitado la línea.

“Hemos aprendido que Plant Simulation es una gran herramienta de simulación que apoya nuestro esperado cambio de volumen de producción”, dice Pettersson. “Sin duda demostró su valor.”

Heiwa Sangyo: NX respalda toda la operación de diversas herramientas de maquinaria

Producto: NX CAM
Industria: Aeroespacial y Defensa

La integración de CAD/CAM optimiza la creación de datos de producción

Fabricación de piezas de alta calidad y precisión con maquinaria simultánea y de múltiples ejes

Heiwa Sangyo Co., Ltd. (Heiwa Sangyo) fabrica productos que requieren alta calidad y precisión, incluidos motores y estructuras para aeronaves, componentes de transporte ferroviario de alta velocidad y piezas para cohetes. La empresa se especializa en maquinaria simultánea y de múltiples ejes, además de la fabricación de moldes. Heiwa Sangyo cuenta con un conjunto diverso de herramientas de maquinaria. En este contexto, el software NX™ del especialista en administración de ciclo de vida de productos (PLM), Siemens PLM Software, se ha vuelto indispensable como sistema principal de fabricación asistida por computadora (CAM).

Con operaciones en Funabashi e Ichikawa en la Prefectura de Chiba, así como en Komagane en la Prefectura de Nagano, Heiwa Sangyo usa otros dos sistemas además de NX: uno exclusivamente para el diseño asistido por computadora (CAD) y el otro solo para CAM. El uso de NX como sistema de CAD/CAM integrado está en aumento.

NX (antes denominado software Unigraphics®) se implementó inicialmente en Heiwa Sangyo a fines de los 90. En ese momento, la empresa usaba un sistema de programación de control numérico (NC) muy caro que no ofrecía una relación de costo/beneficio favorable. Heiwa Sangyo tenía muchos clientes de la industria pesada y consideraba expandir sus negocios y pasar a la fabricación de herramientas para moldeado con bajo consumo de energía. La empresa eligió NX por su costo menor y porque era ampliamente utilizado en el sector de moldeado con bajo consumo de energía.

En el momento de su introducción, NX se usaba para la fabricación de moldes, pero también ayudó a Heiwa Sangyo a adquirir nuevos negocios. “NX es la principal solución de CAD/CAM en el campo de motores de aeronaves”, explica Yasuhiro Yao, presidente de Heiwa Sangyo. “Antes, el trabajo de diseño se hacía en 2D, pero a partir del 2000, las empresas de moto-res pasaron a usar la 3D y la herramienta que se utilizaba era NX. Por eso, el uso de NX generó nuevos pedidos para nuestra compañía”.

La integración de CAD/CAM acelera la creación de datos de producción

Heiwa Sangyo fabrica piezas basadas en datos de diseño proporcionados por sus clientes. Los clientes suelen brindar apenas el modelo de la parte terminada con algunas instrucciones de maquinaria y otros documentos. Los ingenieros de Heiwa Sangyo deben crear los datos adicionales para el proceso de fabricación, incluido el diseño de accesorios y plantillas de sujeción. “El proceso de modelado para crear los datos de fabricación es bastante complejo”, explica Shinichi Ohara, Departamento de ingeniería de fabricación, Heiwa Sangyo. “Con el enlace de CAD y CAM, NX resulta extremadamente eficaz a la hora de resolver este desafío”.

Heiwa Sangyo usa NX en todos los procesos, desde el momento en que se reciben los datos del cliente hasta que se ponen a funcionar las herramientas de maquinaria. En muchos proyectos, Heiwa Sangyo debe crear planos a partir de los diseños mediante el uso de los recursos de elaboración de bocetos de NX. Cuando la maquinaria involucra tantos pasos y varios tipos de herramientas de maquinaria, los ingenieros usan NX para crear instrucciones de trabajo y planes de procesamiento. “NX es una solución completa de CAD/CAM que usamos cuando necesitamos pasar del diseño y la creación de planos a la producción en la planta”, afirma Ohara.

Trabajar con los datos del cliente

En muchos casos, los datos de diseño suministrados por los clientes no están en el formato nativo de NX. En esos casos, la empresa importa los datos en NX con formatos comunes intermedios como el Standard for the Exchange of Product Model Data (STEP) o el formato de software Parasolid®.

Los recursos de modelado de la tecnología sincrónica de NX son particularmente útiles al trabajar con datos importados. “Perdemos los parámetros originales al importar los datos proporcionados y terminamos con un modelo que no podemos revisar con el modelado convencional”, afirma Ohara. “En ese caso, el uso de la tecnología sincrónica nos permite cambiar el tamaño de los agujeros o mover las superficies en los modelos que no tienen historial, por eso la usamos mucho”.

Heiwa Sangyo también usa las funciones de modelado de NX para la solución de problemas cuando hay incidentes al convertir los datos a partir de otros sistemas. Los problemas de traducción requieren tiempo adicional para limpiar y reparar los datos y pueden afectar el cronograma de producción. Los problemas de conversión de datos se vuelven aún más serios cuando los datos en 3D se brindan sin planos, ya que la empresa debe trabajar apenas con los datos de la forma. “Según el sistema utilizado para crear el modelo de la pieza, pueden ocurrir problemas como la falta de superficies al importar los datos”, explica Ohara. “NX es capaz de leer y de editar fácilmente esos datos, incluso si hay un problema. NX es muy útil para reparar los datos cuando ocurren problemas de conversión”.

Post Builder logra el máximo rendimiento en herramientas de maquinaria

Debido a que Heiwa Sangyo está en el negocio de fabricación de productos reales, la empresa debe ser capaz de crear código de NC para una amplia variedad de herramientas de maquinaria y configuraciones de controladora. Se necesitan más de 15 tipos de postprocesadores para el funcionamiento de las herramientas de maquinaria de la empresa. La creación de estos procesado-res puede resultar muy difícil y los ingenieros de Heiwa Sangyo usan el recurso integrado NX CAM Post Builder para mejorar este proceso.

Antes de NX CAM, Heiwa Sangyo se apoyaba en otras compañías para crear postprocesadores. “Con el sistema de CAM que usábamos antes, tercerizábamos el desarrollo de los postprocesadores necesarios para cada herramienta de maquinaria”, cuenta Ohara. “Teníamos que comprar los procesadores para cada herramienta de maquinaria, pero no podíamos agregarles ni cambiarles nada. Una cosa que nos encanta de NX CAM es su capacidad de personalizar rápidamente los postprocesadores. Les brinda a los usuarios funciones dedicadas en una interfaz de usuario fácil de emplear que responde a las solicitudes de los usuarios de CAM”. Yao resume los méritos del postprocesamiento con NX: “el postprocesador era una caja negra, pero con NX Post Builder ahora podemos crearlo y ajustarlo nosotros mismos”.

Reducción a la mitad del tiempo de capacitación

En un sector en el que aumenta a cada día el uso de CAD/CAM, NX ayuda a reducir el costo y el tiempo necesarios para la capacitación del personal. “Otros sistemas apenas se dedican a CAM o a CAD, por lo que hay que aprender dos herramientas para usarlas como un sistema de CAD/CAM. NX es una solución integrada de CAD/CAM, así que solo requiere la mitad del tiempo de capacitación”, afirma Ohara. Las funciones que permiten la creación y la edición intuitivas de los modelos, como la tecnología sincrónica, son eficaces cuando las usan ingenieros con algunas habilidades en CAD.

Confianza en el desarrollo y el soporte del sistema

Antes de NX, Heiwa Sangyo usaba otro sistema de CAM como solución principal. El otro sistema se consideraba más fácil de usar para las máquinas simultáneas con múltiples ejes, que es la especialidad de la empresa. No obstante, los cambios en el desarrollo continuo de ese sistema se concentraban más en funciones de diseño que en CAM y el sistema perdió sus ventajas anteriores.

“La dirección del desarrollo (más alejado de la producción) es evidente en las características de cada sistema”, afirma Yao. “En ese punto, creo que NX es una herramienta que se ha desarrollado de forma constante durante un largo periodo”.

Heiwa Sangyo también valora el soporte como una de las razones clave del uso de NX como su sistema principal. “NX brinda bibliotecas de herramientas y portaherramientas valiosas, incluso para tareas que realizamos en otros sistemas”, comenta Shinichi Ohara, quien administra la operación de NX en Heiwa Sangyo. “Además de las funciones principales de CAM, NX también admite tecnologías periféricas como las plantillas y las biblio-tecas de diseño usadas en CAD. Creo que el soporte completo es la razón más importante por qué hemos podido usar NX a nuestra manera. Podemos hablar directamente con el desarrollador y, para una empresa de nuestro tamaño, la comunicación directa se vuelve algo personal y tranquilizador”.

Buscar el futuro de la fabricación

Heiwa Sangyo ve muchas ventajas en NX, por ejemplo, la compatibilidad del software con los recursos avanzados de las herramientas de maquinaria más recientes. La empresa también está sintonizada con el potencial de NX bajo Siemens, que también fabrica controladoras para herramientas de maquinaria líderes del sector y tiene la reputación de ser un facilitador para maquinaria compleja de alto rendimiento. “Siemens es un líder establecido en el campo de controladoras de CNC para herramientas de maquinaria simultáneas y con múltiples ejes”, comenta Yao. “NX forma parte de la misma marca Siemens. Desde el punto de vista del usuario, esa integración tecnológica sienta las bases para resolver problemas de la próxima generación”.

Heiwa Sangyo está ampliando de forma independiente el uso de NX al enlazarlo con sistemas de control de calidad. La calidad es un elemento importante para las empresas involucradas en la fabricación y entrega de productos reales que satisfagan altos estándares de consumo. Actualmente, la empresa emplea NX para crear los datos de NC de producción de los clientes y enviarlos a las herramientas de maquinaria. Heiwa Sangyo está desarrollando un sistema para respaldar la fabricación de alta calidad en todo el proceso, lo que representará una ventaja competitiva importante. “Queremos ser capaces de tomar un resultado de fabricación y elevar la calidad a un nivel superior mediante la acumulación y el análisis de esos resultados”, menciona Yao.

Optimización de topología e impresión 3D directa de metal (DMP) en GE Aircraft Engine Bracket Challenge

Producto: Impresión DMP
Industria: Aeroespacial y Defensa

El software Frustum Inc. y la experiencia en impresión directa de metales de 3D Systems reducen el peso del soporte de los aviones un 70% mientras cumplen con todos los requisitos funcionales El enigma de equilibrar el diseño de una pieza con las limitaciones de la fabricación ha existido desde la Revolución Industrial. Las técnicas de fabricación convencionales tienen capacidades limitadas para realizar geometrías complejas o componentes de forma orgánica de una manera rentable.

Esto da lugar a menudo en componentes donde la funcionalidad y el rendimiento son una compensación. Ahora que la impresión 3D, especialmente la impresión directa de metales (DMP), se ha convertido en una alternativa de fabricación viable, las restricciones impuestas por la fabricación tradicional se han eliminado en gran medida. En respuesta a esto, ahora están surgiendo herramientas de software para la optimización de diseño multidisciplinar para ofrecer un punto de convergencia. El software de optimización de topología ahora es capaz de generar los diseños más eficientes para la fabricación en un solo paso en la última generación de sistemas DMP. ¿Traducción? Lo que modelas es lo que fabricas. Esta confluencia de tecnologías se demostró recientemente en un proyecto llevado a cabo por la empresa de software Frustum y el servicio de piezas bajo demanda de 3D Systems, Quickparts. El proyecto fue un desafío publicitado por GE Aircraft para reducir el peso de un soporte de aeronave mientras mantiene la fuerza necesaria para satisfacer todos sus requisitos funcionales, apoyando principalmente el peso del encogimiento mientras el motor está en servicio.

La naturaleza crítica del peso

Desde el comienzo de los viajes motorizados por tierra, aire o mar, los ingenieros se han esforzado por equilibrar las exigencias del peso frente a la fuerza. La ley de equilibrio se ha vuelto más crítica en los últimos años con una mayor competencia manufacturera mundial, medidas más estrictas de conservación de la energía, aumento de las presiones de costos y tiempo de entrega. El peso es especialmente crucial para los aviones modernos. Aunque un Boeing 737 pesa aproximadamente 65 toneladas métricas, eliminar sólo una libra de peso puede generar ahorros de cientos de miles de dólares cada año para las compañías aéreas. Distribuya esa cifra para incluir todos los aviones en todo el mundo y los ahorros son superiores a los 10 millones de dólares, según un libro blanco de GE Aircraft.

Optimización del diseño

Para el desafío GE Aircraft, el software de Frustum para la optimización de la topología proporcionó los primeros pasos para abordar problemas críticos de peso frente a fuerza. La optimización de topología determina el diseño de material más eficiente para satisfacer los requisitos de rendimiento exactos de una pieza. Tiene en cuenta el espacio permitido, las condiciones de carga de la pieza y las tensiones máximas permitidas en el material. El software de Frustum genera automáticamente geometrías optimizadas a partir de archivos CAD existentes.

Crea material entre las características de diseño para hacer estructuras óptimamente rígidas y ligeras. Las superficies lisas y mezcladas reducen el peso y minimizan las concentraciones de tensión. “Basado en un diseño de piezas convencional existente, nuestro software produce automáticamente geometría optimizada para la fabricación aditiva, sin necesidad de realizar ninguna remodelación”, dice Jesse Blankenship, CEO de Frustum. A diferencia de las piezas fabricadas por métodos CNC o de fundición tradicionales, la complejidad del modelo generado por la optimización de la topología no es preocupante, ya que DMP maneja modelos extremadamente complejos tan fácilmente como los simplistas. La complejidad no tiene costo alguno.

Proporcionar la experiencia en impresión 3D

Una vez generado el diseño inicial, la experiencia de 3D Systems entró en juego. Quickparts, el servicio de fabricación bajo demanda de 3D Systems, es el proveedor líder mundial de piezas únicas y diseñadas a medida, que ofrece citas instantáneas en línea, experiencia en diseño e impresión 3D y soporte de servicios de fabricación probados.

Este servicio mundial está especialmente versado en los aspectos más complicados de la impresión directa de metales. “La impresión directa de metales es mucho más compleja que la impresión de plásticos”, dice Jonathan Cornelus, gerente de desarrollo de negocios de Quickparts de Sistemas 3D. “Ayudamos a nuestros clientes a desarrollar piezas adecuadas para DMP, con riesgos minimizados para distorsiones de piezas o bloqueos de construcción. Imprimimos componentes utilizando parámetros optimizados basados en nuestra experiencia a largo plazo en la impresión de piezas para los clientes.”

Fabricación de una mejor parte

En el caso del soporte de la aeronave GE, el software de Frustum tomó el archivo CAD original y realizó la optimización de topología en un solo paso, entregando un archivo STL. 3D Systems proporcionó asesoramiento de fabricación sobre el proceso, las especificaciones de los materiales, la mejor orientación de construcción para ofrecer propiedades óptimas de la pieza, tolerancias alcanzables e identificado el riesgo potencial de deformaciones.

La pieza fue construida sobre un sistema 3D Systems ProX™ DMP 320. El ProX DMP 320, introducido a principios de enero de 2016, ofrece varias ventajas para optimizar el peso frente a la fuerza para el soporte del avión. Los parámetros de compilación preestablecidos, desarrollados por sistemas 3D basados en el resultado de casi medio millón de compilaciones, proporcionan una calidad de impresión predecible y repetible para casi cualquier geometría.

Una arquitectura totalmente nueva simplifica la configuración y ofrece la versatilidad para producir todo tipo de geometrías de piezas en titanio, acero inoxidable o súper aleación de níquel. Titanio fue elegido para el soporte de avión GE, basado en su fuerza superior incluso cuando el material se aplica finamente para bajar el peso de una pieza. Los módulos de fabricación intercambiables para el sistema ProX DMP 320 reducen el tiempo de inactividad al moverse entre diferentes materiales de pieza, y una cámara de construcción de vacío controlada garantiza que cada pieza esté impresa con propiedades probadas de materiales, densidad y pureza química. La pequeña porción de material no impreso se puede reciclar por completo, ahorrando dinero y proporcionando beneficios ambientales.

Un abridor de ojos

La pieza completada, diseñada por Frustum y DMP fabricada por sistemas 3D, superó todos los requisitos de condición de carga especificados por el desafío GE y se mantuvo dentro de la misma huella mientras reducía el peso en un asombroso 70 por ciento. “Este es el tipo de proyecto que debería ser un verdadero revelador para las empresas automotrices y aeroespaciales, donde reducir el peso al tiempo que proporciona la misma o mejorada funcionalidad es el alma de sus operaciones de diseño, ingeniería y fabricación”, dice Cornelus.

Más allá del diseño y el rendimiento de la pieza en sí, Cornelus señala que la optimización de la topología asociada con DMP a menudo puede consolidar ensamblajes de varias partes en una sola parte más fuerte, eliminando sujetadores y conectores que a menudo son la causa de errores. Por último, está la codiciada ventaja de la velocidad. Las piezas de calidad de producción en materiales resistentes como acero inoxidable, titanio y súper aleación de níquel pueden ser giradas por sistemas 3D en tan solo dos semanas para satisfacer el ritmo cada vez más rápido en innumerables industrias.

ATK: Transformar datos en un activo corporativo

Producto: TEAMCENTER
Industria: Aeroespacial y Defensa

Con la solución Teamcenter para Reporting and Analytics, ATK extrae información de varios sistemas empresariales, proporcionando información inteligente para decisiones más inteligentes.

Innovación entregada a través de PLM

ATK es una compañía aeroespacial y de defensa de primer nivel con aproximadamente 17,000 empleados trabajando en los Estados Unidos, Puerto Rico e internacionalmente. La compañía desarrolla y fabrica materiales y productos altamente diseñados que apoyan aplicaciones de misión crítica para sus clientes de defensa, aeroespacial y seguridad y deportivas.

El objetivo comercial de ATK es “Innovación entregada”. Para impulsar la innovación, la empresa ha adoptado plenamente una estrategia de gestión del ciclo de vida del producto (PLM) en sus divisiones y cadena de valor. Las soluciones de Siemens Digital Industries Software – NX™ software, Tecnomatix® software y software Teamcenter® – forman la base de la estrategia PLM de ATK, que abarca el ciclo de vida del producto. “Nuestro uso de PLM abarca desde la gestión de carteras, hasta la recopilación de requisitos y, a continuación, el uso de esos requisitos en todas las organizaciones dentro de ATK, e incluso nuestra cadena de suministro fuera de ATK, para ofrecer productos que satisfagan las necesidades de nuestros clientes”, explica Jon Jarrett, director de procesos y herramientas de ingeniería de ATK.

La información existe, pero ¿cómo llegar a ella?

La base de datos PLM de ATK contiene una gran cantidad de datos de productos y procesos, sin embargo, es sólo una fuente de información que los gerentes aprovechan mientras llevan a cabo sus programas. Otros datos relevantes residen en los sistemas financieros, el sistema de planificación de recursos empresariales (ERP) de la empresa, el sistema de programación de la empresa, etc. Con información comercial crítica segregada en “silos”, se había vuelto difícil responder a preguntas comerciales comunes como: “¿Cuál es mi rendimiento de primer paso?” o “¿Cuántos documentos se necesitan para apoyar este programa y todos saldrán a tiempo?”

ATK había estado respondiendo a tales preguntas asignando a una persona que peinase a través de las bases de datos pertinentes, se comunicara con las personas apropiadas y preparara un informe. Algunos de esos informes ad hoc requerían hasta 80 horas para generar. Y aunque la empresa fue capaz de obtener respuestas a preguntas específicas de esta manera, los gerentes no fueron capaces de utilizar los datos de forma fácil o proactiva. De hecho, muchos habían creado sus propias hojas de cálculo y otros documentos para el seguimiento de programas y procesos. “La gente estaba haciendo trabajo duplicado y no había un formato consistente para esos documentos”, dice Jarrett. “Y la gente constantemente estaba siendo pinged para la información. Esas interrupciones son muy perjudiciales para la productividad. Queríamos más eficiencia para sacar los datos, y queríamos que se mostrara de una manera de la que todo el mundo pudiera beneficiarse”.

Una solución de BI que funciona con PLM

Una solución de inteligencia empresarial (BI), software diseñado para identificar, extraer y analizar datos, parecía ser lo que ATK necesitaba. Sin embargo, el primer uso de una solución de BI para datos PLM por parte de la empresa fue un error. “Fuimos por el camino con una determinada solución de BI para extraer datos PLM, pero no podía entender los modelos de datos PLM o las reglas de seguridad”, dice Paul Nelson, arquitecto de PLM en ATK. “No queríamos que la gente viera datos a los que no debería tener acceso. Queríamos poder extraer esos datos en busca de oro, pero no convertirlos en un free-for-all”.

A continuación, ATK probó la solución Teamcenter para Reporting and Analytics, que resultó ser una solución mucho mejor. Reporting and Analytics no solo puede trabajar con los modelos de datos y las reglas de seguridad de Teamcenter, sino que las empresas pueden utilizarla para extraer información de múltiples fuentes, incluidas aplicaciones comerciales como los sistemas financieros de ATK, así como programas de cosecha propia. Además, con Reporting and Analytics, los usuarios pueden agregar datos de varias fuentes a informes y paneles. Los usuarios pueden explorar diferentes grados de datos de nivel inferior para comprender los detalles del proyecto o los datos de nivel superior para obtener el panorama general. Los informes y paneles de ATK suelen contener tres categorías de información: para ejecutivos, gerentes y trabajadores individuales.

“Con Reporting and Analytics, podemos extraer rápidamente datos que nos ayuden a dirigir nuestro negocio”, dice Nelson. “Ahora estamos sacando oro de esos datos. Está desbloqueado, y se puede presentar de una manera que la gente entienda inmediatamente”. Por ejemplo, ATK ha establecido un panel de ciencia e ingeniería al que se tiene acceso a través de un portal de SharePoint. “Con sólo un vistazo, la gente puede ver que la pantalla es roja o verde, y conocer el estado inmediatamente.”

Escritores de informes reasignados; todo el mundo es más eficiente

Un panel que muestra los costos y los horarios se muestra continuamente en un televisor de pantalla grande en un lugar bien recorrido donde todo el mundo puede verlo. Además de los paneles, ATK ha utilizado Reporting and Analytics para desarrollar una serie de informes altamente útiles. Este trabajo es realizado por Tim Gleason, un ingeniero de software atk, que ahora está manejando un volumen de trabajo que requería cuatro personas anteriormente. “Tim apenas puede mantenerse al día con todas las solicitudes de informes, que provienen de los gerentes y ocasionalmente incluso de los clientes”, dice Jarrett. “Pero solíamos tener cuatro personas haciendo este trabajo. Ahora es sólo Tim. Los otros han sido reasignados.” Las herramientas de Reporting and Analytics permiten a Gleason crear informes mucho más rápido de lo que nadie podría antes, y aprecia el hecho de que puede organizar fácilmente la información en cualquier formato que alguien solicite.

Un gran ejemplo del tipo de “oro” que ATK ahora extrae fácilmente de sus sistemas empresariales es uno llamado “Automated Requirements Volatility Metric (ARVM)” que se basa en los datos de Teamcenter System Engineering. “Una de las métricas predictivas establecidas por el Consejo Internacional de Ingeniería de Sistemas (INCOSE) para determinar el éxito del programa es la frecuencia con la que cambian los requisitos durante la vida del programa”, explica Nelson. “No vas a tener un programa exitoso si estás tratando de alcanzar un objetivo en movimiento. Los informes arvm realizan un seguimiento de cuántos de esos requisitos de línea base están cambiando mensualmente. Si están cambiando más de un umbral determinado, la pantalla se vuelve roja. Es una manera de que un gerente de programa supervise la salud del programa”. ATK rastree esta información en el pasado. De hecho, habían asignado a una persona para recopilar datos y proporcionar el informe mensual. Esa persona ha sido reasignada.

Otros informes utilizados en ATK incluyen uno que permite a las personas ver todos los elementos que tienen debido dentro de un cierto período de tiempo. “Por lo general, la gente sólo consigue el martillo cuando están detrás. Esto cambia el enfoque de la lucha contra incendios a ser proactivo”, dice Nelson. Otro informe muestra a los gerentes cuántos documentos aún deben completarse para un programa determinado. Al combinar la información del sistema PLM y el sistema de programación, este informe también puede indicar al gerente exactamente cuántas horas se necesitan para completar ese trabajo.

En general, la implementación de Reporting and Analytics ha hecho que todos, desde ejecutivos hasta ingenieros, sean más eficientes, según Jarrett. “La gente no está siendo molestada todo el tiempo, y no están teniendo que hacer sus propios informes de Excel”, dice. “Estamos ahorrando miles de horas de esta manera.” Otra ventaja de la solución Teamcenter es que la información es más actual. Con informes que antes tardaban hasta 80 horas en crearse ahora de forma automática, muchos informes se generan cada hora, diariamente o semanalmente en lugar de mensualmente. Esta visibilidad en tiempo real ayuda a controlar la integridad y la precisión de los datos. Por último, ATK está viendo a sus ejecutivos aprovechar más la información en los sistemas empresariales de la compañía. “Seguro que podrían hacer una búsqueda avanzada de una base de datos, pero están demasiado ocupados para eso”, explica Nelson. “Si rompes las barreras, como lo hemos hecho dándoles un panel que es muy gráfico y fácil de usar, obtienes más compromiso de liderazgo con los datos.”

easyJet reduce el tiempo de evaluación de daños a las aeronaves en un 80% con Geomagic Control X

Producto: Control X
Industria: Aeroespacial

Si ha volado en cualquier parte de Europa en las últimas dos décadas, es muy probable que haya volado en easyJet. Esta aerolínea líder europea de bajo coste lleva a los viajeros a más de 30 países en más de 600 rutas de forma segura y conveniente, todo mientras ofrece algunas de las tarifas más bajas en todo el continente. ¿Cómo lo hacen? Con un enfoque en la seguridad, simplicidad y eficiencia operativa. La organización de ingeniería de easyJet personifica este espíritu poniendo la seguridad en el corazón de todo lo que hace e innovando para mejorar continuamente el rendimiento y reducir los costos.

easyJet assesses aircraft damage faster with Geomagic Control X

Minimizar las aeronaves en tiempo de tierra

Una de las formas más importantes de que easyJet pueda minimizar los retrasos y mantener bajos los precios de los billetes es reduciendo el tiempo de Aircraft on Ground (AOG). Los eventos imprevistos de AOG ocurren cuando cualquiera de los 298 aviones Airbus de la compañía están dañados o experimentan fallas mecánicas, y pueden ser muy costosos, por no hablar de inconvenientes para los pasajeros. Está claro que cuanto más rápido se pueda comprobar un avión dañado, mejor será para la aerolínea y sus pasajeros.

“Uno de nuestros mayores desafíos es tratar de reducir el tiempo de AOG de las aeronaves y mantener registros precisos cuando se producen daños”, dijo Andrew Knight, ingeniero de estructuras de flota en easyJet. Si bien es raro, el granizo, los ataques con aves y otros eventos pueden dañar las alas y el fuselaje y requerir inspección antes de volar de nuevo. La comprobación de los daños de este tipo de eventos ha sido tradicionalmente un proceso de baja tecnología, manual y lento que requiere que el personal de mantenimiento evalúe los daños de las aeronaves utilizando herramientas de medición manual, como reglas y pinzas vernier. Peor aún, interpretar el alcance de cualquier daño usando esta técnica es altamente subjetivo y no repetible entre los miembros del personal. El equipo de ingeniería estructural de easyJet fue a buscar una solución moderna para acelerar las cosas y proporcionar resultados más precisos y trazables.

3D scanned deviation location using Geomagic Control X

Inspección 3D móvil, repetible, precisa

“Hemos estado buscando un sistema que sea fácil de usar para el ingeniero de mantenimiento, pero que tenga la capacidad de proporcionar informes más detallados si así lo requiere el personal de soporte. Debe ser preciso, repetible y, sobre todo, móvil, ya que los eventos de AOG pueden ocurrir en cualquier lugar dentro de nuestra red de 136 destinos en toda Europa”, continuó Knight. “El mayor desafío era el lado del software porque necesitaba ser una interfaz simple y fácil de usar para obtener un informe básico de daños, pero lo suficientemente potente como para proporcionar detalles más detallados en las oficinas de soporte. El escaneo 3D debe proporcionarnos una evaluación precisa y rápida de los daños con resultados repetibles independientemente de la experiencia del usuario.”

Por estas razones, easyJet recurrió al distribuidor de 3D Systems OR3D, una firma del Reino Unido con experiencia en escaneo 3D y software Geomagic. Robert Wells, un experto en escaneo 3D en OR3D, informó que “basándose en el requisito de easyJet de escanear rápidamente grandes áreas, como toda la longitud de ala de un Airbus A320, en el asfalto, recomendamos un escáner 3D portátil portátil. Y sabíamos que Geomagic Control X™ era el software adecuado porque necesitaban una forma automatizada de evaluar abolladuras que fuera fácil de aprender y usar para su personal”. Con esta solución, realizar una evaluación de daños en los aproximadamente 21 metros de los flaps de un A320 toma sólo unas horas, en comparación con varios días con frotamientos de cera en el papel de calco, ahorrando easyJet decenas de miles de libras / euros por evento de daño.

Geomagic Control X inspection shows dent locations to easyJet quickly and accurately

Informes instantáneos para una documentación rápida

Una vez completados los escaneos, los ingenieros de easyJet pueden recibir informes de daños del software Geomagic Control X en el acto. No necesitan cargar modelos CAD ni alinear los datos de escaneado con cualquier otra cosa en el software, y no necesitan tener una profunda experiencia en metrología para obtener resultados confiables. Control X utiliza su motor CAD para crear automáticamente geometría idealizada que cumple con los estándares de continuidad de la superficie definidos por Airbus, y mide el avión escaneado contra esa geometría idealizada para proporcionar resultados instantáneos. En cuestión de minutos, los ingenieros de easyJet tienen un informe de daños inicial consistente, repetible y cuidadosamente documentado que les permite decidir qué reparaciones, si las hay, son necesarias antes de que la aeronave pueda ser puesta de nuevo en servicio.

Potente inspección 3D que es fácil de aprender

easyJet ha adoptado el Control X para evaluaciones de daños a gran escala porque es tan accesible para ingenieros ocupados con muchas otras responsabilidades. Knight comentó sobre esto específicamente, diciendo que “los ingenieros no usarán el sistema si es demasiado complejo y requiere un conocimiento profundo del software y / o una amplia formación”. Control X cumple estos requisitos mejor que cualquier otro software de inspección basado en escaneo porque es intuitivo, fácil de aprender y lo suficientemente potente como para manejar escenarios de medición complejos. Cualquier persona familiarizada con el uso de software 3D puede recoger Control X y obtener resultados en cuestión de minutos, con la flexibilidad de medir lo que necesita, sin pre-programación o macros inflexibles.

¿Qué significa este nuevo y moderno enfoque de la inspección de daños para easyJet? “Hemos estimado un ahorro aproximado del 80% en el tiempo para realizar evaluaciones utilizando los sistemas 3D que tenemos actualmente con un ahorro potencial del 80% en términos de divisas”, dice Knight. Hay beneficios adicionales más allá del tiempo reducido de AOG y una mejor toma de decisiones con respecto a las reparaciones, así: mantener informes detallados de daños, con datos de escaneo precisos, puede ayudar a la compañía años a partir de ahora cuando llegue el momento de vender o devolver aviones a sus arrendatarios.

El uso de Control X por parte de easyJet es otro ejemplo de cómo el software de inspección simple e intuitivo ayuda a las empresas a garantizar la calidad en todas partes al capacitar a más personas para medir más cosas en más lugares. Obtenga más información sobre Geomagic Control X hoy mismo.

El uso de NX permite que el diseño y el análisis trabajen juntos de manera más eficiente y productiva

Producto: NX CAD, Simcenter 3D
Industria: Aeroespacial y Defensa

Durante más de 30 años, los ingenieros de ATA Engineering, Inc., (ATA), han proporcionado análisis y soluciones de diseño controladas por pruebas para productos estructurales, mecánicos, electromecánicos y aeroespaciales. La empresa ha trabajado en una amplia variedad de proyectos, incluidos parques de diversiones, dispositivos biomédicos y componentes electrónicos.

La mayor parte del trabajo de ATA Engineering se realiza en la industria aeroespacial, para clientes como Orbital Sciences, Lockheed Martin Space Systems, Pratt & Whitney, NASA, Jet Propulsion Laboratory, Air Force Research Laboratory y General Atomics. En este trabajo no hay espacio para errores: es fundamental cumplir las especificaciones de manera precisa, a la vez que se enfrentan plazos estrictos. Los ingenieros de ATA a menudo deben enfrentarse a ejecuciones de producción cortas, a veces incluso para una sola unidad, como un componente de satélite. Es forzoso que lo hagan bien la primera vez.

El personal de ATA ha utilizado Software NX™ durante muchos años. Sin embargo, recientemente aplicaron la versión másreciente de software NX de diseño asistido por computadora (CAD) e ingeniería asistida por computadora (CAE) a estructuras complejas del mundo real utilizando tres casos representativos y encontraron mejoras significativas en cuanto al ahorro de tiempo y esfuerzo durante los ciclos de diseño, análisis y actualización.

La ingeniero de ATA Allison Hutchings lo define así: “Las estructuras del mundo real tienen definiciones de diseño complejas y requerimientos de análisis desafiantes, y ambos cambian constantemente. NX permite sobrellevar los cambios de manera eficiente y productiva”.

Cambio de los parámetros de modelo sin recreación de la geometría

El primer caso de uso implicaba el mallado de un modelo de reflector de rejilla isométrica, como los que se diseñan para su montaje en una nave espacial. La geometría isométrica brinda ventajas para las estructuras espaciales que deben ser rígidas, livianas y duraderas, pero el gran número de superficies implica que la definición de la geometría inicial del modelo CAD y el modelo CAE puede ser tediosa. Cuando se debe actualizar el diseño, como al alterar el diámetro, la longitud focal y la medida de las celdas en este caso, “estos cambios pueden causar graves dolores de cabeza”, indica Hutchings. En muchos casos, es posible que se deba volver a crear completamente la geometría en lugar de simplemente actualizarla para incorporar las dimensiones nuevas.

Al aprovechar Synchronous Technology que brinda NX junto con un enfoque inteligente a la definición de diseño original, sin embargo, se evita estos problemas. Varias técnicas, como patrones y expresiones, facilitaron la parametrización directa de definiciones clave de la geometría en NX CAD y esta capacidad se aprovechó directamente para el mallado y el análisis. Como resultado, se actualizó automáticamente un 100 por ciento de la geometría y un 96 por ciento del remallado se realizó automáticamente cuando el modelo de elemento finito (FEM) asociado se actualizó a la geometría nueva. Limpiar el 4 por ciento restante fue relativamente rápido y fácil, particularmente en comparación a la necesidad de recrear el FEM por completo.

El segundo caso de uso fue un modelo de soporte ligero. Debido a que el peso es un factor apremiante en los diseños aeroespaciales, el ingeniero debe luchar con objetivos competitivos para mantener el soporte lo más ligero posible y que a la vez cumpla requisitos de rigidez y mantenga la capacidad de manejar las cargas necesarias. El proceso a menudo tiene como resultado soportes con geometría compleja.

En el Análisis de Elementos Finitos (FEA, por sus siglas en inglés), la práctica estándar es “idealizar” la geometría, eliminando los detalles y características que no afectan el análisis. Se hace para ahorrar tiempo de cálculo, pero a menudo es necesario repetir el proceso de idealización cada vez que se actualiza la pieza.

Con NX, este paso adicional se puede evitar. Para esta tarea, después de que se cambiaron las dimensiones de la pieza, el 93 por ciento se idealizó y actualizó automáticamente. Aunque los cambios que se llevaron a cabo en el soporte fueron relativamente simples, el ahorro de tiempo y esfuerzo fue notable: la idealización automatizada de la actualización fue más de 100 veces más rápida que el proceso manual y el mallado del modelo actualizado fue al menos 3 veces más rápido.

Actualización de la geometría en minutos

El tercer caso de uso se centró en el modelo de un freno de aire existente: un ensamble que permite que un avión reduzca su velocidad para aterrizar al generar un flujo de salida turbulento desde una boquilla de derivación del ventilador y además facilita que el aterrizaje del avión sea más lento, desde un ángulo más inclinado, lo que reduce el ruido general.

Los ángulos de las aspas dentro del freno de aire pueden tener un efecto drástico sobre el desempeño del freno de aire bajo diferentes condiciones. Al alterar estos ángulos en el modelo, el analista puede evaluar dichos efectos. En este caso, las aspas prismáticas se rotaron para analizar configuraciones entre los 0 y los 25 grados. Con NX, en lugar de llevar a cabo un tedioso proceso manual de remodelación del sistema completo, Hutchings simplemente cambió el parámetro de ángulo del aspa y pudo actualizar la geometría en minutos, ya que la pieza idealizada se ajustó automáticamente al ángulo nuevo. Hutchings comenta, “se conserva el mallado de mapa, creando una malla idéntica en las superficies de las aspas entre todos los ángulos, luego, el modelo CAD se propaga al FEM y la malla se actualiza en minutos.

En los tres casos, las nuevas características de NX hicieron posible llevar a cabo actualizaciones de la geometría rápidamente, afirma Hutchings. “Pudimos parametrizar la definición de diseño, crear un modelo de análisis estructural aprovechando el diseño para requerimientos de análisis específicos, actualizar los parámetros de diseño y propagar los cambios al modelado de análisis mucho más rápido de lo que habría sido remodelado”.

Ingeniería más eficiente con diseño y análisis integrados

“Todos estos son problemas que creíamos difíciles de resolver anteriormente”, afirma Hutchings. En el pasado, la actualización del modelo de elemento finito debido a cambios de la geometría implicaría la remodelación de los cambios en CAD, la reidealización del modelo y el remallado para crear el FEM, o algunos cambios manuales muy complejos en el mallado. Ambas opciones tomaban bastante tiempo. “Las recientes incorporaciones a NX han facilitado mucho estos esfuerzos. El grado de conexión que NX hace posible entre el diseño y el análisis soporta de manera más eficiente la ingeniería en comparación al uso de procesos de elemento finito no integrados”, declara.

Los problemas que Hutchings examinó ilustran las ventajas de trabajar con la gama NX integrada. No se trata solamente de una mejora en la velocidad de actualización, sino que además la posibilidad de error entre el modelo CAD y el modelo de elemento finito también es menor debido a la manera en que están vinculados. “Si se trabaja con especificaciones de diseño en cambio constante, es muy rápido y fácil modificar dimensiones y cambiar parámetros con NX, sin necesidad de volver a crear los modelos de elemento finito”, comenta. “Esto ahorra muchísimo tiempo y esfuerzo en tareas tediosas, además de brindar confianza en que el modelo se actualizará a la definición de diseño correcta”.