Las soluciones de PLM de Siemens permiten realizar mejoras importantes en el desempeño de la embarcacion.
La cuenta regresiva final
Por tres años, el software de administración de vida de producto PLM de Siemens ha sido vital para el ambicioso proyecto de Land Rover BAR en el diseño, evaluación, verificación y producción, a tiempo y dentro del presupuesto, de un catamarán ganador de Clase Copa de América (ACC).
Después de más de 85,000 horas invertidas en el diseño y desarrollo, a través de diversas disciplinas, Land Rover BAR posee un bote de carreras de 15 metros que incluye 1,200 metros de cableado electrónico y eléctrico que conecta 190 sensores y 4 videocámaras. El R1, también conocido como Rita, se lanzó en Bermudas en febrero del 2017, tres meses antes del inicio de la 35va edición de la Copa de América.
Después de la carrera inaugural, el medallista olímpico y ganador de la 34va. Copa de América, Sir Ben Ainslie, quien es el director del equipo y capitán, comentó: “Fue un gran día para el equipo, tuvimos la oportunidad de llevar nuestro bote al agua para navegar por primera vez, lo que fue una regata realmente prometedora”.
Simon Schofield, gerente de Diseño en Land Rover BAR, añadió: “El bote está en el agua pero seguimos desarrollando partes todos los días, realizando iteraciones más rápido y hacemos propuestas, de manera más ágil, así como nuevas formas de diseño y manufactura en NX”. Durante la cuenta regresiva de la primera carrera, se incrementó la intensidad conforme el equipo de ingeniería se enfocaba en optimizar el desempeño. Ehitmarsh apuntó: “Nuestro objetivo es hacer que el bote sea todavía más rápido y con el software PLM de Siemens lo estamos logrando”.
Un ambiente virtual integrado Land Rover BAR puede lograr cambios de último minuto gracias a que contiene un ambiente virtual integrado para modelaje digital y simulación, usando soluciones del especializado software de administración de vida de producto PLM de Siemens. Lo anterior incluye el programa NX™ para diseño de producto, el Teamcenter® para administración de la información, el portafolio de Land Rover BAR ha obtenido claros beneficios al fortalecer el conjunto de herramientas de software PLM de Siemens durante los últimos tres años.
“Nuestro conjunto de herramientas de software PLM de Siemens ha madurado y hemos realizado el trabajo de fondo para desarrollar los modelos y comprobar los procesos de ingeniería”, comentó Schofield. “Como resultado, invertimos sólo algunos días en lugar de todo el mes. Por ejemplo, contamos con procesos secuenciales entre el Fibersim y el NX para producir plantillas y patrones de procedimientos. Todo está automatizado en un sólo click, por lo que no sólo es más rápido, sino que es menos proclive a errores.
El equipo desarrolla un gemelo digital
Al usar el Teamcenter como hilo digital para la administración de los procesos de ingeniería, los miembros del equipo saben que están trabajando con una sola fuente de datos. Whitmarsh nos comentó: “Para un equipo de entre 30 y 35 ingenieros de diseño es muy importante contar con una herramienta de alto nivel que nos permita compartir información en un ambiente que se mueve, relativamente, rápido”. Las soluciones de software PLM de Siemens han habilitado a Land Rover BAR para crear un bote de carreras virtual, conocido como el gemelo digital, el cual puede ser evaluado y modificado, rápidamente, por el equipo de diseño. Land Rover BAR cuenta con una configuración as-built, es decir, un gemelo digital de cada posible configuración del bote. En las semanas previas a la carrera, mientras los diseñadores aún se encuentran terminando las quillas, pueden garantizar que cada configuración maximizará los grados de libertad (DOF) manteniéndolas dentro del marco de cumplimiento.
Manejando la complejidad y maximizando la innovación
El software que permite que Land Rover BAR realice análisis CFD es el STAR CCM+, y Rodrigo Azcueta, del equipo de concepto, es un usuario de éste desde hace mucho tiempo. “Tomamos decisiones de diseño sobre la forma de los componentes basándonos en el análisis CFD. Las formas hidrodinámicas se deforman si son muy ligeras y delgadas, por lo que necesitamos entender cómo deben cargarse los componentes pesados y qué tan lejos pueden ser empujados para dar los mejores resultados”, explicó Azcueta.
Una de las áreas más desafiantes es el acoplamiento del flujo con la integridad estructural, conocida como la interacción fluido-estructura. “Debemos entender las consecuencias, por ejemplo, ¿qué más cambia cuando se deforma la estructura? No es un estado de flujo estable”, comentó Azcueta. El equipo también debe batallar con la cavitación, un fenómeno físico que ocurre en el agua cuando el flujo se acelera alrededor de un perfil como el timón y se pierde presión. Las burbujas de cavitación aparecen y provocan fricción, lo que resulta en que el bote alcance el límite de velocidad. “La cavitación es un problema que buscamos predecir y evitar a través del modelaje y el STAR CCM+ hace esto posible”, concluyó Azcueta.
“La Copa de América es la competencia sobre agua más emocionante que existe, el pináculo de la navegación para los mejores equipos del mundo. Es también una carrera de ingeniería, por lo que el conjunto de herramientas del software PLM de Siemens ayudan para su diseño”.
Martin Whitmarsh Presidente y Director General Land Rover
“Considerando que no tuvimos conocimientos heredados, el conjunto de herramientas de software PLM de Siemens se ha desempeñado, exactamente, del modo en que esperábamos”.
Andy Claughton Director de Tecnología Land Rover BAR
“Cuando vemos otros botes, podemos modelar algo muy rápido para evaluar si debemos preocuparnos o no. Obviamente, otros equipos están haciendo lo mismo, pero nosotros estamos mucho más integrados con los flujos de trabajo aerodinámicos. Somos el equipo más integrado, lo que nos da mayor agilidad”.
Simon Schofield Gerente de Diseño Land Rover BAR
Las simulaciones múltiples son ejecutadas las 24 horas del día, los siete días de la semana, utilizando un conjunto de computadoras de alto desempeño (algunas pueden durar unas cuantas horas y otras se llevan hasta un día). Las normas de la Copa de América no permiten que un equipo tenga una incontable cantidad de componentes reales, sin embargo, el equipo puede construir todos los componentes virtuales que quiera. Aunque el diseño de las piezas grandes como los tableros del timón debe esperar hasta tres meses antes de la carrera para dar tiempo a su fabricación, el equipo aún puede trabajar en las piezas pequeñas durante las últimas semanas previas al evento.
La digitalización acelera la fabricación
Andy Claughton, director de Tecnología en Land Rover BAR, comentó: “Estamos cosechando los beneficios del trabajo que hemos realizado en tierra ya que todo nuestro modelaje es paramétrico. Debido a que estas carreras de botes son complejas, necesitamos ser precisos, especialmente porque fabricamos en diferentes lugares lejos de nuestra base de operaciones. A pesar de la complejidad, hemos bajado el tiempo invertido en crear los dibujos, por lo que podemos pasar, rápidamente, de la forma de diseño al plano de fabricación. Esto significa que podemos retardar la toma de decisiones lo más posible. Lo anterior es una ventaja clave respecto de los tableros de timón, los cuales son los principales diferenciadores de desempeño”.
Los tableros de timón están hechos de numerosas capas de fibra de carbono construidas desde un molde en un proceso que se lleva mucho tiempo y que involucra el escaneo y mecanización de las superficies. El equipo de diseño también deber permitir la distorsión térmica que ocurre durante la fabricación y actualizar los archivos mecánicos conforme a eso. “El manejo preciso de la geometría es la razón principal por la que, desde un principio, elegimos el software NX, el cual nos permite, de manera fácil, una continua definición y perfeccionamiento de la geometría”, explicó Claughton.
El control y la consistencia apoyan la colaboración y el cumplimiento
ConTeamcenter apoyando el trabajo de desarrollo de Land Rover BAR’s, los diseñadores e ingenieros en Bermudas y Portsmouth pueden acceder continuamente a los detalles del mismo diseño y a reportes de avances de proyecto.
El Teamcenter juega un significativo y particular papel en la ayuda para el manejo de la normatividad y cumplimiento. En vez de ser un proceso que toma mucho tiempo involucrando ingresos manuales, escaneo y verificación, cada presentación se lleva a cabo con un sólo click. Teamcenter es utilizado para almacenar los certificados emitidos para cada pieza individual. Gracias a que contiene un conjunto de documentos de cumplimiento, previamente aprobados, para cada configuración potencial de la carrera, el Teamcenter se usa para demostrar el cumplimiento en cualquiera que sea el lugar en que el bote tenga que ser verificado y medido, físicamente, por los jueces.
Maximizando la productividad, optimizando el desempeño
“Considerando que no tuvimos conocimientos heredados, el conjunto de herramientas de software PLM de Siemens se ha desempeñado, exactamente, del modo en que esperábamos”, confirmó Claughton.
“Estamos trabajando de manera consistente e integrada, lo que representa un éxito sobresaliente para Land Rover BAR. Nuestro flujo de trabajo se encuentra, totalmente, dentro del ambiente de Software PLM de Siemens, nadie ejecuta otro tipo de aplicaciones por aquí y por allá”.
Schofield comentó: “Cuando vemos otros botes, podemos modelar algo muy rápido para evaluar si debemos preocuparnos o no. Obviamente, otros equipos están haciendo lo mismo, pero nosotros estamos mucho más integrados con los flujos de trabajo aerodinámicos. Somos el equipo más integrado, lo que nos da mayor agilidad”.
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