La ingeniería eléctrica para la maquinaria especial de Schaeffler lleva los diseños eléctricos estandarizados a nuevos mercados

Schaeffler Sondermaschinenbau, empresa dedicada a la fabricación de maquinaria especializada, está estandarizando sus diseños eléctricos en sus numerosos centros. La compañía está empleando la Plataforma EPLAN para hacer de esto una realidad.

Schaeffler Sondermaschinenbau realiza alrededor de 4,500 proyectos al año, todos ellos de carácter complejo sobre mecatrónica, y muchos con componentes robóticos.

Una compañía de maquinaria especializada con 1,700 empleados en 13 ubicaciones se encuentra entre las más importantes de su segmento. Sin embargo, lo que es poco común es que hasta ahora ha estado trabajando prácticamente para un solo cliente, uno que debe representar a una gran marca a nivel internacional.

Fabricación de maquinaria especial con 4,500 proyectos al año
Y en efecto, así es. La empresa en cuestión es Schaeffler Sondermaschinenbau, que desarrolla máquinas y sistemas a la medida para las plantas de todo el grupo: el Grupo Schaeffler cuenta con aproximadamente 84,200 empleados en 170 centros por todo el mundo, y una facturación de 14,400 millones de euros en 2019. Para este proveedor integrado y con presencia mundial para el sector automotriz y la industria, Schaeffler Sondermaschinenbau se centra en los sistemas de montaje y la tecnología de pruebas para líneas de producción.

En concreto, la división de maquinaria especial se encarga de la mayor parte de los equipos propios de producción que requiere el grupo. Entre sus hitos más recientes se encuentran el desarrollo y la fabricación de líneas complejas de montaje y pruebas para módulos híbridos del automóvil y para nuevos sistemas eléctricos de accionamiento de ejes. Y estos son tan solo dos de los 4,500 proyectos que se gestionan cada año en esta división de Schaeffler (imagen 1).

Alto grado de experiencia en la fabricación
El destacable nivel de desarrollo de la tecnología de producción tiene una larga tradición en la empresa. En 1960, los hermanos Georg y Wilhelm Schaeffler fundaron un »Departamento para Equipos de Producción» que sigue contribuyendo hoy en día al éxito de la empresa. Como proveedor de Primer Nivel para la industria automotriz, Schaeffler desarrolla y fabrica productos muy complejos, como estabilizadores, sistemas de accionamiento de 48 voltios y módulos para ejes eléctricos, todos ellos fabricados con los estándares de mayor calidad y bajo intensas presiones de costos. Un alto nivel de experiencia en los procesos de manufactura es una gran ventaja en este sentido.

Alrededor del 60% de los 1,700 empleados de Schaeffler Sondermaschinenbau en todo el mundo trabajan en el desarrollo y el diseño de soluciones de producción a la medida para sus clientes. El software también desempeña un papel cada vez más importante. Las soluciones de producción de TI están programadas para casi todos los proyectos tecnológicos de montaje automatizado, y los conocimientos van mucho más allá. Por ejemplo, los desarrolladores han creado una aplicación para monitorizar las condiciones con el fin de aumentar la productividad y la disponibilidad del sistema en entornos de producción exigentes.



Stefan Vietz, ingeniero de diseño eléctrico en la planta que tiene la empresa en Erlangen (Alemania), trabaja con otros usuarios clave para desarrollar una plataforma ECAD estandarizada y basada en EPLAN.

Apertura hacia clientes externos
Hasta hace poco, Schaeffler Sondermaschinenbau diseñaba e implementaba casi exclusivamente muchos proyectos para el propio grupo, tal como lo demuestra la cifra de 4,500 proyectos al año. Ahora la división pondrá sus conocimientos a disposición de clientes externos. Bernd Wollenick, Director de Schaeffler Sondermaschinenbau, lo explica: »Estamos accediendo a nuevos campos de actividad y nuevos grupos de clientes potenciales». La estrategia se centra en los sistemas de montaje y pruebas, así como en las máquinas para procesos de triturado y esmerilado en combinación con los conocimientos sobre el producto en las áreas de robótica, sistemas de visión y manipulación, y TI para producción.

Estandarización de los diseños eléctricos con EPLAN
Esta apertura hacia el exterior del grupo ha sido uno de los factores que ha impulsado la estandarización del software de diseño eléctrico en varias plantas de la empresa; por ejemplo, en Erlangen y Bühl (Alemania), así como en Taicang (China), cada una de las cuales efectuó el desarrollo por su cuenta. Estas plantas, entre otras, trabajan con la Plataforma EPLAN, pero la utilizan de manera diferente.

El objetivo es definir un diseño eléctrico estandarizado en todo el mundo y basado en EPLAN, una tarea que recae sobre un equipo de usuarios clave que trabajan en el proyecto. Stefan Vietz, ingeniero de diseño eléctrico en Erlangen (imagen 2), señala: »Estamos desarrollando una infraestructura común y armonizada en la Plataforma EPLAN que nos permitirá colaborar en todo el mundo. De esta forma podemos aprovechar nuestras capacidades de la mejor manera posible e incrementar la flexibilidad en los centros de desarrollo».

Plantillas alineadas a estándares, macros con datos enriquecidos
Durante el proceso de estandarización, el equipo se orientó hacia códigos y estándares globales, en especial EN 81346: principios de estructuración y designaciones de referencias para sistemas industriales, instalaciones y equipos, y productos industriales. Sascha Jäger, Usuario Clave de EPLAN en Bühl (imagen 3), explica: »Hemos desarrollado plantillas conforme a códigos que todos los empleados pueden entender, incluidos quienes trabajan en la fabricación». La información básica, como la identificación del equipo y la asignación de plantas/centros, está bajo la norma, y la gestión de los dispositivos también ha sido estandarizada. Además, no hace falta decir que todos los componentes de igual manera están almacenados en el sistema ERP con todos los datos relevantes.



Sascha Jäger, Usuario Clave de EPLAN en la planta de la empresa situada en Bühl (Alemania): »Nuestro concepto estandarizado y de ingeniería altamente automatizada se centra en una base de datos uniforme».

Para simplificar el diseño, el equipo ha creado macros para dispositivos utilizados con frecuencia con un claro objetivo: »Hemos asignado a cada dispositivo un conjunto de datos tan exhaustivo como sea posible, lo cual facilita la fabricación». Su máxima es: »Todo aquel que necesite datos, sean del tipo que sea, debe estar en condiciones de acceder a ellos». Todo ello en el contexto de que, en el futuro, habrá más clientes que solicitarán datos, como por ejemplo para la aceptación preliminar de sistemas.

La estandarización a nivel de dispositivo también causa que varios componentes se puedan interconectar con un mínimo esfuerzo. Si, por ejemplo, un cliente escoge un controlador o un motor eléctrico de otro fabricante, esto no supone un problema. Según Jäger, »Los dispositivos se intercambian fácilmente y se emplean todos los datos de los nuevos componentes».



El diseño tridimensional del tablero de control con EPLAN Pro Panel ya se está utilizando en algunos centros, y todos ellos trabajarán con él en el futuro.

Implementación de diseños 3D para tableros de control
En Bühl (Alemania), Schaeffler ya está utilizando EPLAN Pro Panel para crear diseños tridimensionales de los tableros de control para los sistemas de producción (imagen 4). En el futuro, se utilizará Pro Panel en todo el mundo, ya que sus ventajas para la empresa son claras. Jäger habla sobre un ejemplo: »Si el diseñador coloca un inversor de frecuencia en un panel de montaje, el esquema de taladrado se almacena automáticamente y los datos se pueden transferir a un sistema Perforex como un archivo DXF. Esto ahorra tiempo de diseño y de producción». Por lo tanto, cuando se utilizan carcasas de Rittal esto se refleja no sólo en el diseño de la carcasa, sino también en los controles de climatización con Rittal Therm.

Próximos pasos: enrutamiento automatizado & eView
Entre las próximas acciones planeados se encuentran la transferencia de datos de Pro Panel a fabricantes externos de cableado. Según Vietz, »Recibimos los cables etiquetados con los revestimientos del conductor o los cableados terminados. Esto también ahorra tiempo y es muy eficiente, especialmente para proyectos que utilicen en estándar UL de EE.UU.».



El nuevo estándar: tablets con EPLAN eView para los técnicos de instalación

Los usuarios clave están probando actualmente el uso de EPLAN eView como soporte, como por ejemplo durante la instalación. Jäger explica: »El departamento de producción o el técnico de instalación puede consultar los esquemáticos en una tablet y utilizar una instrucción de salto para ver los detalles directamente (imágenes 5 y 6). Por consiguiente, ya no es necesario imprimir los esquemáticos y los datos más recientes siempre están a la mano».



Las ventajas de eView: el departamento de producción o el ingeniero de instalación puede consultar el esquemático en una tablet y utilizar la instrucción de salto para ver los detalles directamente.

Vietz indica otras ventajas añadidas de EPLAN eView: »El técnico de instalación puede utilizar la función de redlining para marcar directamente dónde se han realizado los cambios. Además, tres o cuatro técnicos de instalación pueden trabajar en un sistema al mismo tiempo y disponer siempre del mismo estatus de la documentación. Esto también facilita la comunicación con los programadores, y no sólo durante la instalación».

En el camino hacia el éxito en el mercado
Dos años después del inicio del proyecto, los usuarios clave aún no saben si han cumplido sus objetivos, pero desde luego van por buen camino, pues se han completado los principales pasos hacia la estandarización. Schaeffler Sondermaschinenbau se ha posicionado en el mercado y los primeros sistemas ya han sido entregados a los clientes externos a Grupo Schaeffler.