El reto: Extender la vida útil de las baterías más allá del diseño
Los vehículos eléctricos (EV) ofrecen beneficios significativos en ahorro de combustible y reducción de emisiones. Sin embargo, el reemplazo de baterías sigue siendo costoso y puede comprometer la sostenibilidad si su vida útil no es adecuada. Aunque el diseño inicial es clave, el uso real del vehículo —como hábitos de carga, clima y estilo de conducción— tiene un impacto directo en la degradación de la batería.
La solución: Gestión inteligente de baterías vía software y actualizaciones OTA
Simcenter Engineering Services desarrolló una solución basada en vehículos definidos por software (SDV) que permite extender la vida útil de las baterías mediante actualizaciones over-the-air (OTA). Esta solución analiza los hábitos del conductor y adapta dinámicamente el sistema de gestión de batería (BMS) para optimizar:
Carga y descarga
Balanceo de celdas
Gestión térmica
Todo esto se realiza sin intervención física, aprovechando la conectividad 5G y algoritmos de inteligencia artificial.
Cómo funciona
Digital Twin y Edge Device: El vehículo incorpora un gemelo digital y un dispositivo edge que recopila datos clave como frecuencia de carga, tipo de cargador, temperatura, voltaje, entre otros.
Simcenter Studio con IA: Los datos se envían a la nube, donde un agente de aprendizaje reforzado en Simcenter Studio genera un perfil de uso y simula escenarios para encontrar la mejor estrategia de gestión.
Simulación y validación: Antes de aplicar los cambios en vehículos reales, se simula todo el proceso usando modelos en Simcenter Amesim y una unidad funcional virtual (FMU) en Simcenter Testlab RT, replicando sensores reales.
Aplicación personalizada: El sistema estima cuánto puede extenderse la vida útil de la batería y ofrece al conductor la opción de aplicar los nuevos parámetros al BMS.
Resultados esperados
Aunque el proyecto aún está en fase virtual, los resultados preliminares muestran:
Extensión de vida útil de batería estimada: hasta un 20%
Reducción de degradación térmica: hasta un 15% en climas extremos
Nuevos modelos de negocio: suscripciones para optimización postventa
Mejora en satisfacción del cliente: personalización continua del vehículo
Más allá de las baterías
Esta metodología puede aplicarse a otros sistemas del vehículo:
Extensión de autonomía: optimizando el consumo energético de ADAS y climatización
Mantenimiento predictivo: simulando desgaste de componentes como amortiguadores
Optimización de performance: adaptando el vehículo al estilo de conducción
Conclusión
Todo esto es posible gracias al ecosistema de Simcenter. No se trata de desarrollar nuevas herramientas, sino de integrar las existentes con inteligencia y visión estratégica. Simcenter Engineering Services demuestra que la innovación no termina en la línea de producción: apenas comienza.
“La clave está en seguir optimizando el vehículo después de la venta. Esto no solo mejora la experiencia del usuario, sino que abre nuevas oportunidades de ingresos para los fabricantes.” — Equipo de Ingeniería, Simcenter
“Ahora usamos VNCK todos los días. Ha sido una herramienta excelente, no solo para mejorar la manufactura y los programas, sino también como una herramienta de aprendizaje para conocer el controlador.” — Michael Tummond, Gerente de Ingeniería de Motores, Hendrick Motorsports
Motores más rápidos y potentes
Fundado por Rick Hendrick en 1984, Hendrick Motorsports es el equipo más exitoso en la historia de la NASCAR Cup Series. A nivel profesional, ostenta récords en todas las categorías estadísticas importantes: campeonatos, victorias en carreras puntuables y vueltas lideradas. Con más de 100 colaboradores, su departamento de motores apoya más de 500 eventos automovilísticos al año, brindando potencia a equipos de la Xfinity Series y la categoría principal de la NASCAR. Los motores de Hendrick Motorsports han logrado más de 500 victorias en las tres series nacionales de NASCAR.
En un deporte donde el rendimiento depende en gran parte del motor, contar con motores eficientes, potentes y duraderos es fundamental. Esto implica integrar tecnología de vanguardia y encontrar formas innovadoras de mantenerse por delante de la competencia.
Innovación con Siemens y Swoosh Technologies
Para mantenerse en la cima de la innovación en motores de competencia, Hendrick Motorsports, con el apoyo de Swoosh Technologies —partner de Siemens Digital Industries Software—, adoptó NX™ y VNCK (Virtual Numerical Control Kernel), soluciones que forman parte de Siemens Xcelerator, la plataforma de software, hardware y servicios.
Precisión y repetibilidad como prioridad
El objetivo principal del departamento de motores era claro: fabricar mejores motores. Pero para lograrlo, necesitaban superar desafíos relacionados con la precisión y la repetibilidad de sus procesos. Al haber alcanzado el límite de sus antiguos equipos, decidieron invertir en máquinas de mayor precisión.
Luego de una evaluación exhaustiva, eligieron equipos que incluían controladores Siemens.
“Siempre hemos sido una empresa muy orientada a Siemens”, comenta Tummond. “Toda nuestra gestión del ciclo de vida del producto se basa en software Siemens, pero nunca habíamos usado un controlador Siemens para manufactura. Así que, al ser nuestra primera experiencia, recurrimos a Swoosh Technologies para recibir apoyo.”
El valor del gemelo digital
Una vez integrados los nuevos equipos, surgió un nuevo reto: aprender a utilizarlos. Gracias al acompañamiento de Swoosh Technologies y Siemens, pudieron implementar rápidamente las soluciones y entender cómo VNCK y el gemelo digital podían ayudarlos a fabricar mejores componentes para sus motores.
“Todos nuestros datos de producto ya pasaban por software de Siemens, pero ahí se detenía el proceso. Programábamos nuestras máquinas con software Siemens, pero ahora que los controladores también lo son, la conectividad e integración han sido excelentes”, añade Tummond.
Diseño de motores más eficiente
Además del nuevo equipo, Hendrick Motorsports invirtió en un kit de simulación de máquinas y un postprocesador.
“La única pieza de software que adquirí sin entender completamente fue VNCK. Al principio pensé que solo daría lecturas digitales desde el escritorio, pero descubrí que es un gemelo digital en toda regla.”
Con VNCK, ahora pueden analizar cualquier parámetro de la máquina desde el escritorio, lo que ha transformado su proceso.
“VNCK nos permite probar y escribir programas sin tener que estar frente a la máquina. Aunque programar una pieza puede parecer sencillo, las tolerancias que manejamos son mínimas. Aquí es donde VNCK brilla: podemos validar la alineación de una pieza antes de hacer cualquier corte.”
Resultados destacados:
Cero piezas desechadas gracias a la validación previa mediante simulación.
Mayor precisión, pasando de tolerancias de milésimas a diezmilésimas de pulgada.
50 % menos tiempo de preparación, reduciendo la configuración de piezas complejas como bloques de motor de una hora a unos pocos minutos.
Diagnóstico más eficiente de errores en producción.
Simulación completa del proceso, cuando antes solo usaban verificación básica de trayectorias en NX.
Una nueva cultura basada en simulación
Antes de implementar estas soluciones, el equipo no utilizaba simulación completa para la fabricación de partes de motor. Ahora, todo se simula.
“Antes solo usábamos la verificación básica de trayectorias en NX. Hoy, gracias a estas soluciones de Siemens, tenemos más confianza en nuestra programación, lo cual es esencial al realizar alineaciones de piezas mucho más complejas que en el pasado.”
Gracias a NX, VNCK y los controladores Siemens, Hendrick Motorsports se ha enfocado en la precisión como nunca antes.
“Antes nos conformábamos con mantener una tolerancia de milésimas de pulgada. Hoy, estamos en el orden de las diezmilésimas. Hemos mejorado la precisión diez veces.”
Rumbo al futuro
Hendrick Motorsports ya cuenta con 50 máquinas en su campus, pero solo 3 tienen la capacidad de trabajar con estas soluciones avanzadas. Por eso, su visión a futuro es clara: ampliar el uso del gemelo digital y seguir adoptando máquinas de alta precisión con el ecosistema de Siemens.
“Necesitamos cambiar la forma en la que operamos. Este enfoque nos ha abierto los ojos para ver lo que realmente es posible y cómo podemos construir autos más rápidos.”
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Cómo NX CAD/CAM revolucionó la fabricación de anillos sincronizadores
El Cliente
ANAND CY Myutex Automotive (ACYM) es un fabricante especializado en anillos sincronizadores para la industria automotriz. Estos componentes son esenciales en las cajas de cambios sincronizadas, sistemas de transmisión avanzados que permiten cambios de marcha suaves en vehículos de pasajeros y comerciales.
El Desafío
ACYM enfrentaba múltiples obstáculos que limitaban su capacidad de respuesta y competitividad:
Problemas Técnicos:
Equipos de diseño y producción trabajando en silos
Software CAD obsoleto sin capacidades colaborativas
Incompatibilidad con formatos de archivos de clientes
Generación imprecisa de superficies complejas
Altos riesgos de errores en manufactura
Impacto en el Negocio:
Ciclos de desarrollo prolongados
Retrasos en entregas a clientes
Riesgos de colisiones costosas en maquinaria
Pérdida de competitividad en un mercado en expansión
“Con los fabricantes de equipos originales enfocándose en vehículos de alto rendimiento y expandiendo sus ofertas de vehículos eléctricos, la demanda de soluciones de transmisión avanzadas está aumentando” – Pranav Rawal, Gerente General de ACYM
La Solución: NX CAD/CAM
En colaboración con DDSPLM (partner de Siemens Digital Industries Software), ACYM implementó NX™ software, parte de la plataforma empresarial Siemens Xcelerator.
Características Clave Implementadas:
Tecnología Síncrona: Ajuste de parámetros sin datos históricos
Integración CAD/CAM: Fuente única de verdad para todo el proceso
Automatización Avanzada: Herramientas personalizables para creación de trayectorias
Compatibilidad Universal: Soporte para múltiples formatos de archivo
Simulación Integrada: Verificación de programas NC sin riesgo de daños
Beneficios Cuantificables
Eficiencia Operativa:
40% reducción en tiempos de diseño y producción
40% reducción en tiempo de concepto a entrega
30% ahorro en costos operativos
Mejoras Técnicas:
Eliminación de errores por transferencia manual
Mayor precisión en superficies complejas
Mejor control de procesos de mecanizado
Reducción significativa en costos de materiales
Colaboración Mejorada:
Equipos de diseño y producción trabajando de forma integrada
Comunicación fluida con clientes internacionales
Control de versiones y trazabilidad completa
Testimonio del Cliente
“La tecnología síncrona en NX es particularmente beneficiosa para trabajar con datos importados. Nos permite ajustar tamaños de agujeros o desplazar superficies en modelos sin datos históricos. De la misma manera que nuestros anillos sincronizadores brindan una experiencia suave en la caja de cambios, usar la tecnología síncrona de NX nos proporciona la flexibilidad para ajustar rápidamente parámetros e implementar cambios de diseño según sea necesario.”
Pranav Rawal, Gerente General, ANAND CY Myutex Automotive
Lecciones Clave
La integración es fundamental: Eliminar silos entre diseño y manufactura genera eficiencias exponenciales
La flexibilidad técnica importa: La capacidad de trabajar con datos diversos es crucial en cadenas de suministro globales
ROI medible: Las mejoras en eficiencia se traducen directamente en ventajas competitivas
Escalabilidad: Las soluciones deben crecer con las demandas del mercado
¿Por qué este caso importa?
En un mercado automotriz en constante evolución, donde la electrificación y la eficiencia son prioritarias, ACYM demostró que la transformación digital no es solo una opción, sino una necesidad estratégica.
¿Tu empresa enfrenta desafíos similares en manufactura? En Goaltech, ayudamos a las empresas a identificar y implementar las soluciones tecnológicas que transforman sus operaciones.
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Simcenter impulsa la electrificación del sector marítimo
El sector marítimo enfrenta el desafío de reducir sus emisiones a cero para 2050. Con regulaciones ambientales cada vez más estrictas, la industria busca soluciones innovadoras, como la electrificación y el uso de combustibles alternativos, para lograr este objetivo. En este contexto, herramientas avanzadas de simulación y pruebas, como Simcenter, juegan un papel clave en el desarrollo de embarcaciones sostenibles y eficientes.
El papel de Simcenter en la transformación marítima
La electrificación de embarcaciones no se trata solo de reemplazar motores convencionales con baterías. Requiere una integración completa de sistemas, optimización del consumo energético y rediseño estructural. Simcenter permite a los ingenieros crear gemelos digitales que simulan el comportamiento de los barcos, facilitando el desarrollo de soluciones híbridas y eléctricas sin comprometer la seguridad y el rendimiento.
Casos de éxito: Electrificación con Simcenter
El ferry Texelstroom: Un híbrido innovador
El Texelstroom, operado en los Países Bajos, es un ejemplo de cómo Simcenter facilita la integración de sistemas de propulsión híbridos. Ante la imposibilidad de instalar infraestructura de carga en su ruta, C-Job Naval Architects utilizó Simcenter para diseñar un sistema que combina baterías eléctricas con motores de gas natural comprimido (CNG). Gracias a la simulación avanzada, lograron optimizar el número de baterías y garantizar la eficiencia operativa del ferry.
Ferries eléctricos de Ámsterdam: Optimización y rendimiento
En otro proyecto, C-Job aplicó Simcenter para diseñar una flota de cinco ferries eléctricos operados por GVB en Ámsterdam. La herramienta permitió simular escenarios de carga rápida durante las paradas, asegurando un servicio ininterrumpido 24/7. Además, la simulación ayudó a optimizar el uso de materiales livianos y a integrar un generador diésel de respaldo, equilibrando eficiencia y seguridad.
Saronic Ferries en Grecia: Hacia el cero emisiones
Basándose en su experiencia con embarcaciones eléctricas en los Países Bajos, C-Job aplicó Simcenter para desarrollar el diseño de un ferry totalmente eléctrico para Saronic Ferries en Grecia. Con un enfoque en el ahorro energético y la autonomía, usaron un algoritmo de optimización para probar diferentes configuraciones y crear un gemelo digital, asegurando el equilibrio perfecto entre consumo de energía y necesidades operativas.
Un futuro digitalizado para el sector marítimo
El camino hacia la electrificación del sector marítimo no solo implica nuevos diseños de embarcaciones, sino también la transformación de los astilleros. Se espera que para 2028, los astilleros completamente digitalizados sean el segmento de mayor crecimiento en la industria. Con Simcenter, las empresas pueden acelerar la innovación, cumplir con normativas ambientales y reducir costos operativos mediante la simulación y la optimización de recursos.
En un mundo donde la eficiencia energética y la sostenibilidad son cruciales, Simcenter se consolida como la herramienta esencial para la evolución del transporte marítimo. ¿Tu empresa está lista para sumarse a la revolución digital?
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.
Siemens y Oracle Red Bull Racing: 20 Años de Innovación en la Fórmula 1™
Siemens Digital Industries Software celebra dos décadas de colaboración con Oracle Red Bull Racing, una de las alianzas técnicas más longevas y exitosas en la Fórmula 1.
Christian Horner, CEO y director del equipo, destacó la importancia de esta relación: “Siemens nos proporciona una base digital que acelera la materialización de ideas. Su tecnología permite a nuestros ingenieros innovar y adaptarse con rapidez, una ventaja crucial en un deporte donde cada detalle puede definir la victoria. Esta asociación nos impulsa a superarnos cada temporada.”
Desde 2004, el equipo ha utilizado el portafolio Siemens Xcelerator para construir una infraestructura de ingeniería sólida que les ha permitido superar desafíos logísticos, gestionar miles de cambios de diseño anuales y mejorar sus procesos de fabricación.
Hoy en día, Red Bull Racing aprovecha el gemelo digital de Siemens para diseñar, probar y fabricar autos bajo la intensa presión de la Fórmula 1. Gracias a esta tecnología, logran un desempeño sobresaliente tanto en la pista como en sus operaciones técnicas.
Ben Sheath, vicepresidente de Siemens Digital Industries Software en Reino Unido e Irlanda, señaló: “Desde el inicio, esta colaboración ha sido un viaje extraordinario. Ver cómo Siemens ha impulsado el éxito de Red Bull Racing en la Fórmula 1 es un motivo de gran orgullo. Nuestra asociación refleja un compromiso constante con la innovación y la superación de límites.”
Logros Clave de la Asociación
Diseño más ágil: El software NX™ ha acelerado los ciclos de diseño un 300 % y las iteraciones aerodinámicas hasta un 1,000 %.
Gestión eficiente: Con Teamcenter®, el equipo administra más de 10,000 piezas únicas por auto y ha reducido los tiempos de aprobación de cambios de semanas a horas.
Producción avanzada: Las capacidades de diseño generativo en NX han reducido el desarrollo de componentes estructurales de dos semanas a dos días.
Materiales compuestos optimizados: Fibersim™ ha mejorado un 30 % los tiempos de diseño y entrega de estos materiales.
Esta colaboración ejemplifica cómo la tecnología de Siemens no solo impulsa el rendimiento en la pista, sino que también redefine los estándares de ingeniería y fabricación en la Fórmula 1.
“Simcenter Testlab es nuestra herramienta preferida para la validación de durabilidad. Es fácil de configurar y nos permite automatizar procesos.” – Arturo Barreu, Ingeniero de Pruebas de Durabilidad del Tren Motriz, Departamento de Función y Durabilidad, NTCE-S.
Adaptando los Vehículos a las Necesidades Locales
En 2017, Nissan alcanzó un récord con 5,820,000 vehículos vendidos globalmente, convirtiéndose, junto con la Alianza Renault-Nissan, en el principal vendedor mundial de automóviles de pasajeros, superando a Volkswagen. Este éxito posicionó la percepción de la marca Nissan en su punto más alto. Según YouGov BrandIndex, Nissan ocupa el quinto lugar entre los 38 principales proveedores de automóviles en el Reino Unido.
Para mantener y mejorar esta percepción, Nissan establece altos estándares en calidad e ingeniería, adaptando sus vehículos a las necesidades locales. El Nissan Technical Centre Europe (NTCE) desempeña un papel clave en garantizar que las características de los nuevos diseños de vehículos cumplan con las expectativas de los consumidores europeos. Dentro de NTCE, el centro técnico en España (NTCE-S) es un referente en desarrollo de tren motriz, ingeniería de vehículos comerciales ligeros y pruebas de calidad.
La Importancia de la Durabilidad
En el Departamento de Función y Durabilidad de NTCE-S, el enfoque principal es validar el rendimiento funcional de los componentes del motor a lo largo de la vida útil del vehículo. Este proceso incluye pruebas exhaustivas en dinamómetros de motor y chasis, así como pruebas de fatiga en pistas de prueba y bancos de ensayo.
“La durabilidad es extremadamente importante,” explica Arturo Barreu. “En Europa, este atributo está estrechamente ligado a la percepción de calidad. Los consumidores esperan que los vehículos duren hasta 20 años, no solo uno.”
Además de la durabilidad, otras características como el confort, la potencia del motor y la eficiencia de combustible también son esenciales en el diseño del vehículo. Esto ha llevado a los equipos de ingeniería a considerar más parámetros en sus pruebas y diseños, incluyendo un enfoque creciente en componentes electrónicos.
Optimizando los Procesos con Simcenter
Para mejorar la ingeniería de durabilidad, NTCE-S adoptó soluciones del portafolio Simcenter de Siemens Digital Industries Software. Estas herramientas permiten un enfoque integral para la ingeniería basada en pruebas.
Hardware Simcenter SCADAS: La portabilidad y versatilidad del sistema Simcenter SCADAS facilita la adquisición de datos en diferentes etapas: dinamómetros de motor y chasis, y pruebas en pista. Su diseño compacto y capacidad de manejar más de 100 canales de datos lo convierten en una herramienta ideal para el equipo.
Software Simcenter Testlab: El software soporta todas las etapas de una campaña de pruebas, desde la adquisición de datos hasta el análisis de fatiga y la predicción de vida útil. Además, permite combinar análisis de durabilidad con datos de ruido, vibración y dureza (NVH) en un entorno unificado.
“La solución acelera la entrega de información crítica sobre durabilidad y simplifica la configuración de análisis en línea,” comenta Guillermo Gonzalez, ingeniero senior de NTCE.
Innovación y Colaboración con Siemens
El equipo de NTCE-S utiliza Simcenter Testlab para sintetizar perfiles de daño equivalentes y emular eventos de fatiga en bancos de prueba, acelerando significativamente los tiempos de validación. Además, la herramienta proporciona análisis confiables y facilita la colaboración mediante informes rápidos y precisos.
“La colaboración con Siemens es esencial para adaptarnos a los cambios y validar nuevos componentes,” concluye Barreu.
Con el uso de Simcenter, NTCE-S no solo ha optimizado sus procesos, sino que también ha consolidado su capacidad para ofrecer vehículos de alta calidad y durabilidad que cumplen con las expectativas del consumidor europeo.
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.
Karma Automotive, un fabricante de vehículos eléctricos de lujo, ha resucitado un icónico sedán híbrido eléctrico utilizando soluciones de Siemens para optimizar su proceso de desarrollo. Con sede en Irvine, California, y propiedad de Wanxiang Group, Karma se enfrentó al desafío de desarrollar un sedán híbrido de lujo, mejorar el rendimiento NVH (ruido, vibración y dureza) y reducir el número de iteraciones de diseño.
Para superar estos retos, la empresa digitalizó sus procesos de desarrollo y contó con la asistencia experta de los servicios de ingeniería de Simcenter. Además, utilizó una combinación de simulación y pruebas en el desarrollo del vehículo y adoptó Polarion ALM para gestionar el ciclo de vida del software.
Resultados:
Superaron la optimización del rendimiento NVH, mejorando el proceso de desarrollo en su totalidad.
Mejoraron el NVH con un mínimo número de iteraciones de diseño.
Integraron las pruebas y la simulación en una única plataforma.
Facilitó la colaboración entre equipos y divisiones mediante un intercambio de datos más fluido.
El director técnico de Karma Automotive, Bob Kruse, destacó que gracias a los servicios de consultoría y las herramientas de software de Siemens, lograron optimizar el proceso con un mínimo de iteraciones, asegurando la precisión y eficiencia desde las primeras etapas del desarrollo.
La aparición de los autos deportivos eléctricos: La electrificación ha revolucionado la industria automotriz, con más de 12 millones de vehículos híbridos o eléctricos vendidos en todo el mundo. Aunque los autos eléctricos aún no dominan las carreteras, han cambiado la percepción, y marcas de lujo como Tesla, BMW, Jaguar y Porsche han lanzado modelos eléctricos y híbridos de alto rendimiento.
Karma Automotive, una startup de California, surgió de los activos de Fisker Automotive en 2014. Aunque mantuvo el diseño italiano atractivo de Fisker, mejoró significativamente la tecnología, creando un sedán de lujo híbrido que combina lo mejor del diseño original con avances tecnológicos modernos.
La optimización del NVH en un auto deportivo híbrido-eléctrico: Uno de los grandes retos en los autos híbridos es gestionar el ruido del motor, ya que la ausencia de ruido del motor de combustión hace que otros sonidos, como el ruido de la carretera o del sistema HVAC, sean más notorios. Karma recurrió a Simcenter 3D y Simcenter Testlab para equilibrar la reducción de ruido sin afectar negativamente otros atributos, como el peso o la durabilidad.
El uso simultáneo de simulación y pruebas permitió a Karma optimizar de manera eficiente el rendimiento NVH, utilizando una combinación de modelado híbrido y pruebas físicas. Simcenter 3D ayudó a simular componentes en desarrollo, mientras que Simcenter Testlab permitió validar estos modelos mediante datos de pruebas físicas.
Servicios de consultoría e ingeniería de Simcenter: Además de las herramientas de software, los servicios de consultoría e ingeniería de Simcenter fueron cruciales para el éxito del proyecto. Estos servicios permitieron a Karma optimizar tanto el desarrollo del producto como del proceso, y redujeron las correcciones de última hora durante la fase de validación.
El valor añadido de Polarion: Para gestionar las múltiples capacidades de software y facilitar la colaboración entre equipos y divisiones, Karma adoptó Polarion ALM. Esta herramienta les permitió realizar un seguimiento detallado de los objetivos desde el nivel del vehículo hasta el nivel de componentes, asegurando un control total sobre el ciclo de vida de las aplicaciones y mejorando la agilidad en el proceso de desarrollo.
Conclusión: Gracias a los servicios de Siemens, Karma Automotive no solo cumplió, sino que superó sus objetivos técnicos. La combinación de simulación y pruebas, junto con un proceso optimizado, les permitió lanzar con éxito su sedán híbrido de lujo al mercado. Con este proceso bien establecido, Karma está preparada para afrontar nuevos desafíos y ampliar su oferta de vehículos eléctricos en el futuro.
Un socio de confianza para la refrigeración de vehículos
Los sistemas de refrigeración de vehículos son indispensables, ya que no sólo mejoran el confort de los ocupantes, sino que mantienen la temperatura interna correcta del vehículo y protegen los componentes clave. Prolongan la vida útil de los motores y garantizan un rendimiento adecuado, reduciendo las emisiones nocivas de los gases de escape. Por lo tanto, las mayores empresas de automoción quieren componentes de alta calidad, lo que significa cooperar con socios que puedan garantizar la calidad de sus productos.
ESTRA Automotive Systems (ESTRA) es líder mundial en la industria de sistemas de refrigeración para automóviles. Lleva operando con su nombre actual desde 2019, pero su historia en la industria de la automoción se remonta a 1998. Fue entonces cuando comenzó a construir su posición, especializándose en el diseño, validación y producción de componentes y sistemas térmicos para vehículos. Hoy en día, sus operaciones incluyen oficinas y centros tecnológicos en todo el mundo, así como 14 plantas de producción, incluida una en Zabrze, Polonia.
Aquí es donde la empresa fabrica módulos de refrigeración para la cadena cinemática de los vehículos, incluidos condensadores refrigerados por líquido, intercambiadores de calor, radiadores y condensadores. Gracias a sus muchos años de experiencia y competencias en sistemas de refrigeración, ESTRA ofrece soluciones para motores de combustión interna (ICE) y vehículos eléctricos e híbridos. Para estos tipos de vehículos, ESTRA proporciona soluciones adaptadas a sus características únicas y las fabrica con la máxima atención al detalle.
Uso de Opcenter para un MES global
El sector de la automoción exige a las empresas que cumplan estrictos requisitos de calidad del producto, validación de procesos y certificación. Con la creciente sofisticación de los automóviles y sus sistemas, las expectativas de los fabricantes en cuanto a la calidad de los componentes individuales de los socios externos también están cambiando. Debido a estos estrictos requisitos y procesos de fabricación, ESTRA buscó e implantó un sistema de ejecución de fabricación (MES), que integró en sus mercados asiáticos. Sin embargo, integrar este sistema a escala mundial significaba que el sistema actual no sería suficiente debido a los problemas de soporte y estandarización.
Al construir una nueva fábrica en Polonia, ESTRA empezó a buscar soluciones globales estandarizadas que tuvieran un soporte local completo. Querían una solución que permitiera una supervisión y un control precisos de los procesos de producción en tiempo real para detectar y responder rápidamente a cualquier irregularidad y situación imprevista. Con la ayuda de ASKOM, socio certificado de gestión de operaciones de fabricación (MOM) de Siemens Digital Industries Software, la empresa decidió integrar el software Opcenter™, que forma parte de la plataforma empresarial de software, hardware y servicios Siemens Xcelerator, en la planta de Zabrze. El uso de Opcenter proporcionó a la empresa una gama completa de servicios y asistencia técnica implantados localmente.
“Queríamos encontrar una solución de alcance mundial que contara con el apoyo técnico local que necesitábamos”, afirma Waldemar Wojtasz, coordinador de MES y responsable del cambio en ESTRA. “Pudimos alcanzar nuestros objetivos cooperando con Siemens y ASKOM”.
Cuando se implantó Opcenter, la planta empleó soluciones para adaptarse al diseño del condensador de uno de sus principales fabricantes de equipos originales (OEM) de automoción. El siguiente paso fue utilizar Opcenter Execution Discrete, un sistema de ejecución de la producción, para gestionar operaciones de montaje complejas. Utilizando su versión base con funcionalidades básicas, ESTRA pudo recopilar datos para crear una solución personalizada que les permitiera desarrollar productos establecidos mientras evolucionaban el sistema.
“La flexibilidad de la solución era fundamental para nosotros”, afirma Wojtasz. “Queríamos implantar una solución que se adaptara a nosotros, a nuestras necesidades y a la naturaleza de la producción, en lugar de tener que adaptarnos a las tecnologías. Esta fue, sin duda, una valiosa ventaja de cooperar con ASKOM y Siemens”.
Mejora de la calidad de la producción
Aprovechando Opcenter Execution Discrete, que utiliza un conjunto de funcionalidades estándar y específicas de la empresa, los trabajadores de ESTRA pueden gestionar más eficazmente las órdenes de producción, llevando a cabo los procesos de producción con mayor rapidez y manteniendo al mismo tiempo unos estándares de alta calidad. Dado que las máquinas verifican la mayoría de los componentes, lo que contribuye a reducir los errores, la empresa puede garantizar la calidad del producto y detectar cualquier deficiencia en una fase más temprana. Esto permite a la empresa tomar medidas para evitar y minimizar situaciones en las que sería necesaria una acción correctiva.
Dado que la gestión de etiquetas y el control de calidad de la planta de ESTRA están más automatizados y son más precisos, la empresa puede reducir el riesgo de productos defectuosos. Además, al utilizar Opcenter Execution Discrete, la empresa pudo introducir la trazabilidad completa del proceso de producción. Esto es importante en el sector de la automoción para el seguimiento de cada componente, desde el momento en que la materia prima entra en producción hasta el producto final. ESTRA puede almacenar la información durante los próximos 30 años.
Gracias al MES, que actúa como sistema nervioso y cerebro de la fábrica, la empresa puede gestionar digitalmente grandes cantidades de información y reducir el papeleo. “El MES es como un sistema policial que mantiene el orden”, explica Wojtasz. “Cada radiador que producimos tiene su propia identidad en el sistema, recibiendo un código en su núcleo en el proceso para rastrear y registrar su historial. Así es como ESTRA, y nuestros clientes, saben exactamente dónde ha estado el producto y cómo se ha comportado durante cada fase de producción.”
Al integrar Opcenter Execution con la planificación de recursos empresariales (ERP) de SAP, ESTRA pudo proporcionar un flujo coherente de información entre los sistemas empresariales y de producción. Esto ayudó a la empresa a aumentar su eficacia operativa y a mejorar la gestión de los datos de las órdenes de producción y de los materiales. Al transferir datos entre el sistema y la línea de producción en tiempo real, pudieron crear un tiempo de ciclo planificado, reduciendo el tiempo de ciclo de producción a menos de 1 minuto. Además, al integrar Opcenter Execution con el estándar Open Platform Communications Unified Architecture (OPC UA) en los sistemas de automatización de varios proveedores, ESTRA pudo automatizar aún más los procesos de producción. Dado que las empresas recopilan los datos del proceso directamente de las máquinas, los sistemas proporcionan valiosa información sobre el rendimiento de la línea de producción, optimizando y evitando los tiempos de inactividad. El equipo de producción tiene acceso a diversos indicadores clave de rendimiento (KPI) en tiempo real y los utiliza para tomar decisiones rápidas, garantizando la eficiencia y competitividad de la fábrica en el sector de la automoción.
Además, ESTRA creó un proceso de producción más flexible y mejoró la transparencia de la empresa mediante la integración vertical de la tecnología de la información (TI) y la tecnología operativa (TO). Por ejemplo, pudieron conectar el taller con la planta superior. “Tener estos conocimientos al alcance de la mano nos permite responder a problemas de diversa gravedad”, afirma Wojtasz. “Gracias a Opcenter, podemos responder a problemas triviales relacionados con la disposición de las piezas del producto en la línea de producción hasta problemas más importantes como la falta de información que podría dar lugar a medidas correctivas.”
Hacia una mayor automatización
La fábrica de ESTRA en Zabrze está en constante evolución, ya que la empresa incorpora periódicamente nuevas máquinas y líneas de producción. ESTRA está implementando estas mejoras para satisfacer las necesidades específicas de los clientes y automatizar aún más la fábrica.
Los próximos pasos incluyen la implantación de un plan de mantenimiento preventivo para reducir aún más los tiempos de inactividad. Utilizando un sistema MES para organizar los datos recogidos en tiempo real de las máquinas, la empresa puede acceder a la información para definir el alcance del trabajo de mantenimiento de la línea y el parque de maquinaria.
Además, ESTRA pretende integrar el software Teamcenter®, que también forma parte de Siemens Xcelerator, para conseguir un proceso de fabricación de bucle cerrado y una solución que incluya la gestión del ciclo de vida del producto (PLM), ERP y MES. Esto podría proporcionar a la fábrica de ESTRA más oportunidades de crecimiento, permitiendo un intercambio de información sin fisuras y la interacción en los mundos físico y virtual. Además, la empresa puede dar un paso más hacia la consecución de la excelencia operativa y reforzar su posición en el sector de la automoción.
A medida que evoluciona la industria de la automoción, se abren nuevas oportunidades a través de las tecnologías; sin embargo, esto puede causar problemas de calidad de producción, validación y certificación. Fabricantes como ESTRA están aprovechando el apoyo de socios de confianza, como Siemens y ASKOM, y las soluciones disponibles en su búsqueda de la excelencia y la innovación. “Gracias a Opcenter, nuestros clientes obtienen mejores productos y nosotros ahorramos dinero al minimizar el número de acciones correctivas”, afirma Wojtasz. ESTRA constituye un modelo para otras empresas, ya que muestra cómo cumplir eficazmente las rigurosas normas del sector y las expectativas de los clientes, manteniendo al mismo tiempo la seguridad y eficacia de los procesos”.
