Áreas de mejora

• Acelerar la oferta para mantener la competitividad y cumplir con los plazos de entrega
• Prever y garantizar la entrega de configuraciones únicas de cuadros eléctricos
• Mejorar los flujos de trabajo de diseño y montaje para satisfacer los requisitos de proyectos especializados y modulares
• Garantizar el cumplimiento de los estándares de calidad ante la creciente complejidad de la ingeniería de arneses eléctricos

Este fabricante reconoció que se estaba produciendo una gran transformación en su sector. Uno de los factores era la digitalización de la fabricación, y el otro eran las nuevas demandas relacionadas con la transición energética, donde los sistemas multifuente, incluidos la energía solar y el almacenamiento en baterías, son cada vez más habituales. Cada pedido de un cliente para un nuevo proyecto de construcción requiere diferentes cuadros eléctricos y paneles con distintas configuraciones de cableado, opciones de comunicación y componentes mecánicos y eléctricos. Las cantidades y tamaños de las estructuras necesarias para alojar los componentes eléctricos varían de un pedido a otro. Asimismo, las disposiciones, tamaños y características nominales de los propios componentes eléctricos también varían dentro de dichas configuraciones.

Los ejemplos actuales de sus productos incluyen aparamenta de baja tensión PZ4 y QED6, centros de control de motores de baja tensión Modelo 6 que incluyen variadores y arrancadores, cuadros eléctricos de baja tensión QED2 y aparamenta de media tensión Masterclad, requiriendo cada proyecto configuraciones diferentes de estos productos. Los cuadros eléctricos y aparamentas actuales incorporan esquemas de control muy elaborados, incluyendo a menudo redundancia, con un alto grado de comunicación e incluso conectividad con la nube. La División de Sistemas de Potencia para Norteamérica de Schneider Electric identificó la necesidad de renovar sus flujos de trabajo de ingeniería y fabricación para satisfacer de forma más eficiente los requisitos específicos de cada cliente en materia de cuadros eléctricos, ya que cada pedido requiere equipos y componentes especializados.

• SEE Electrical Expert - Capacidades avanzadas de diseño, desde la ingeniería de paneles eléctricos en 2D hasta la gestión automatizada de cables, hilos, PLC y conectores, para optimizar los flujos de trabajo y mejorar la productividad.
• SEE Electrical 3D Panel - Diseño y fabricación de cuadros eléctricos, armarios y paneles en un entorno totalmente 3D, incluyendo la interoperabilidad con equipos CNC, máquinas de corte de cables, doblado de cobre y fabricación de etiquetas.
• SEE Electrical Shop Floor - Software de visualización del montaje y cableado de armarios eléctricos utilizado durante el ensamblaje de paneles eléctricos, que mejora la precisión y la productividad durante el proceso de instalación.
• SEE PLM - Gestión de proyectos basada en la nube para el diseño y la fabricación colaborativa de arneses eléctricos.

• Servicios de consultoría para desarrollar un proceso integrado y personalizado de ingeniería y gestión de proyectos basado en la nube, con un único flujo de trabajo (SEE One Panel Manufacturing).
• Fuente única de información para los diseñadores eléctricos, fabricantes e ingenieros de mantenimiento implicados, basada en el modelo 3D.
• Generación automática de diseños a partir de los pedidos de ventas.
• Modelos digitales 3D de equipos eléctricos para una colocación precisa.
• Cálculo de longitudes de cables y terminaciones directamente a partir del modelo 3D.
• Generación de instrucciones de trabajo visuales en 3D y listas de cableado para su uso en planta.
• Transferencia directa de instrucciones de fabricación a las máquinas de producción de cables y arneses, incluyendo las etiquetas.

Diseño de ingeniería robusto con fabricación automatizada

• Un proceso eficiente de ingeniería bajo pedido (Engineer-To-Order) con etapas específicas, aprobaciones y controles del ciclo de vida
• Los diseños de cableado se simplifican
• Reducción significativa de las correcciones en las conexiones eléctricas
• Automatización de la fabricación con un montaje de cableado más rápido, reducción del material desperdiciado y un mayor nivel de calidad
• Mejora del programa de formación para nuevos ingenieros mediante el uso de realidad aumentada con modelos 3D para evaluar sus competencias

Todo esto culmina en un mayor nivel de calidad gracias a la preparación de los cables mediante las máquinas. Disponemos de una aplicación más consistente de los terminales en esos cables y las longitudes se cortan correctamente según los modelos 3D.

John Lane, Responsable de Tecnología, Automatización y Análisis de Datos, Schneider Electric

El piloto de cableado

La prueba de cableado consistió en comparar el nuevo método de cableado con el método anterior, donde dos operarios de cableado recibieron el mismo panel de 36 pulgadas de ancho con componentes eléctricos premontados en la misma posición. La prueba incluía 88 cables y 103 terminaciones, y la actividad se realizó y registró simultáneamente lado a lado.

El método de cableado anterior utilizaba un sistema CAD heredado y un software de diseño de cableado propietario con documentación conocida por el empleado y sobre la que había recibido formación. La segunda persona utilizó el nuevo método con el software SEE Expert, empleando instrucciones de trabajo visuales generadas a partir de SEE 3D Panel y utilizando los haces de cables preparados mediante la integración con la máquina Komax Zeta 650. Los resultados de esta única prueba fueron una reducción del 58 % del tiempo de cableado y una reducción del 49 % del desperdicio de cable.

Se produjo una mejora significativa en el uso eficiente de los materiales gracias a las longitudes de cable precalculadas mediante la integración del software SEE con la máquina Komax.

La División de Sistemas de Potencia para Norteamérica de Schneider Electric tiene actualmente desplegada esta nueva solución integrada SEE Electrical en 8 instalaciones para 8 familias de productos, con 304 usuarios activos del software. La solución se desplegará próximamente en 4 instalaciones adicionales para 2 familias de productos más, con una previsión de 400 usuarios activos en el equipo de ingeniería. También se están desarrollando trabajos adicionales de personalización con SEE Expert para incorporar especializaciones adicionales alineadas con su sistema interno de gestión de listas de materiales (BOM), así como comprobaciones de errores propias utilizando el contenido de su biblioteca de productos. Asimismo, como parte del procesamiento de pedidos, se ha habilitado la visualización del modelado 3D mediante SEE 3D Panel con contenido propio de biblioteca 3D. Para fabricación, se están utilizando 3 máquinas Komax con SEE 3D Panel, con más previstas.

Una vez plenamente operativo, el proceso permitirá a la empresa producir aproximadamente 2 millones de terminaciones al año utilizando este método. No obstante, esta estimación se basa en el volumen de 2022 y se espera una cifra aún mayor considerando los niveles actuales de producción.

La empresa ha estado formando activamente a sus ingenieros y equipos de montaje en el nuevo software y flujo de trabajo SEE, incluyendo el uso de instrucciones de fabricación de SEE 3D Panel mediante herramientas de realidad aumentada para validar que los componentes están correctamente montados. La mejora continua forma parte de su proceso de modelado 3D, definición del recorrido de cables y generación de instrucciones de trabajo, aprovechando la experiencia del personal de planta para aportar información al diseño de ingeniería.