Equipos de conmutación de alta calidad: con diseños integrados
EPLAN Cogineer y Pro Panel en Siemens
En sus instalaciones de Leipzig (Alemania), Siemens diseña y fabrica cuadros de distribución de energía de baja tensión y centros de control de motores homologados para la serie de producción SIVACON S8. La estandarización conseguida con EPLAN Cogineer ahorra mucho tiempo a los ingenieros eléctricos de Siemens, al tiempo que mejora la calidad, al igual que el diseño tridimensional del armario de control realizado con EPLAN Pro Panel, que la empresa implementó al mismo tiempo. Como próximo paso, Siemens también tiene previsto añadir servicios EPLAN basados en la nube para intensificar y simplificar la cooperación entre sus centros de fabricación internacionales.
Siemens ha desarrollado un sistema de distribución de energía de baja tensión y un centro de control de motores, el SIVACON S8, que se está utilizando en muchos de los proyectos internacionales de infraestructuras de la empresa. Las aplicaciones típicas incluyen la distribución de energía en centros de datos y otros proyectos de infraestructuras, pero sobre todo centros de control de motores en centrales eléctricas y en las industrias del petróleo, el gas y los procesos. La variedad de aplicaciones y especificaciones es enorme.
La principal fábrica de diseño y fabricación de este sistema se encuentra en Leipzig (Alemania) y forma parte de la división de negocio de Sistemas de Distribución de Infraestructuras Inteligentes. Michel Strusch, responsable de ingeniería eléctrica en Leipzig y director general del proyecto "Cableado 4.0" de la empresa, explica: "Nuestros socios contractuales pertenecen en su mayoría al Grupo Siemens, pero la mayoría de las entregas van a parar a clientes externos". Casi el ochenta por ciento de los sistemas fabricados se instalan fuera de Alemania.
Personalización masiva para el diseño y la fabricación de armarios de control
Los sistemas de conmutación que se construyen en Leipzig tienen principalmente entre 5 y 25 paneles con anchuras de 400 a 1.200 milímetros. Pero también se han realizado proyectos con más de mil paneles. Por lo general, se trata de sistemas únicos totalmente personalizados. Como explica Strusch: "Cada proyecto tiene sus propios requisitos especiales -y muy exigentes-, el grado de repetición es bastante bajo y la variación aumenta con cada nuevo proyecto".
Esto hace que la estandarización de estos proyectos sea aún más importante para Siemens. Por eso, los ingenieros de diseño de Leipzig desarrollaron hace años un configurador para el SIVACON S8. Simplifica y acelera considerablemente la planificación de proyectos, ya que los ingenieros de proyectos pueden confiar en módulos funcionales probados para su trabajo. Sin embargo, al principio esta estandarización sólo se aplicaba a los circuitos principales, es decir, a los circuitos de energía. Por tanto, la principal tarea de los ingenieros eléctricos era diseñar los circuitos secundarios y los circuitos de control.
El objetivo: normalizar también los circuitos secundarios
El siguiente paso fue ampliar la normalización también a estos circuitos eléctricos. El coordinador técnico Benjamin Herold fue el responsable del proyecto: "Llevamos trabajando con EPLAN en ingeniería eléctrica desde 2008". Por lo tanto, tenía sentido utilizar la plataforma EPLAN también para automatizar la creación de esquemas.
Para ello adoptaron un enfoque sistemático. En colaboración con un consultor de EPLAN, en 2017 elaboraron los fundamentos para la creación automatizada de esquemas mediante EPLAN Cogineer. Como explica Herold: "Primero deconstruimos las funciones y componentes individuales de los circuitos de control hasta el nivel más bajo. A continuación, estructuramos y combinamos estos componentes para que formaran unidades que pudieran utilizarse de la mejor manera posible."
Los responsables de la implantación de EPLAN Cogineer y EPLAN Pro Panel en Siemens en Leipzig, Alemania, de izquierda a derecha:
- Coordinador técnico de "Wiring 4.0" Benjamin Herold
- Director del proyecto EPLAN Pro Panel Tobias Isensee
- Director del Grupo de Ingeniería Eléctrica Director del Proyecto "Wiring 4.0" Michel Strusch
- Director del proyecto EPLAN Cogineer Florian Pusch
Los responsables de la implantación de EPLAN Cogineer y EPLAN Pro Panel en Siemens en Leipzig, Alemania, de izquierda a derecha:
- Coordinador técnico de "Wiring 4.0" Benjamin Herold
- Director del proyecto EPLAN Pro Panel Tobias Isensee
- Director del Grupo de Ingeniería Eléctrica Director del Proyecto "Wiring 4.0" Michel Strusch
- Director del proyecto EPLAN Cogineer Florian Pusch
Creación automática de esquemas
Los ingenieros de diseño crearon así una base sólida y muy práctica para diseñar los circuitos de control. Herold: "El uso de EPLAN Cogineer es intuitivo. El ingeniero de diseño eléctrico selecciona los dispositivos y/o funciones y el esquema se crea en gran medida por sí mismo."
Esto ahorra tiempo, pero también ofrece ventajas adicionales: por ejemplo, Siemens pudo lograr un mayor grado de estandarización. Strusch: "La disposición de los armarios de control solía depender del ingeniero jefe de proyecto y del diseñador eléctrico, lo que implicaba una disposición diferente cada vez. Para los clientes que nos compran regularmente sistemas de conmutación, podía resultar bastante molesto. Ahora, con Cogineer, el interruptor de seguridad del motor o el disyuntor, por ejemplo, están siempre en el mismo sitio". Otra ventaja es que resulta fácil y rápido añadir nuevas funciones a la herramienta para la generación automática de esquemas.
Ingeniería con menos errores y una incorporación más rápida
Además, como señalan sus responsables, el uso de Cogineer permite reducir el inventario porque se seleccionan los mismos dispositivos para una misma tarea. Los errores se producen con menos frecuencia porque los módulos funcionales están probados. Y cuando se necesitan nuevos empleados en el equipo de ingeniería eléctrica, su incorporación es mucho más rápida. Strusch: "Pueden empezar a trabajar en uno de nuestros proyectos completamente desde cero, sin tener que preocuparse de cómo deben ser los esquemas, y ponerse rápidamente al día y trabajar de forma productiva."
Conocimientos de ingeniería "instalados"
En la actualidad, doce de los dieciocho ingenieros eléctricos de Siemens Leipzig utilizan el configurador de Cogineer como "constructor de proyectos". Y hay un diseñador en el equipo, Florian Pusch, que además de ser director de proyecto para la creación automática de esquemas también está desarrollando nuevas funciones estándar e implementándolas en Cogineer. Se han pedido sugerencias a los ingenieros eléctricos. Actualmente hay unas cincuenta funciones configurables con unos mil dispositivos almacenados en EPLAN Cogineer.
Como dice Pusch, el objetivo general al introducir Cogineer era "instalar" en el sistema tantos conocimientos de diseño y fabricación como fuera posible o representarlos allí: "Mis compañeros me informaron exactamente de cómo creaban los esquemas, cómo se equipa un campo y qué funciones pueden combinarse entre sí. Este conocimiento experto se almacena en el software y se aplica a cada proyecto".
Cadena de procesos integrada
Siemens presentó también en Leipzig EPLAN Pro Panel -para el diseño tridimensional de armarios de control- al mismo tiempo que Cogineer. Tobias Isensee es el responsable del proyecto. En su opinión, la introducción en paralelo de los dos módulos de EPLAN presenta claras ventajas: "Los métodos de trabajo de Cogineer, como la definición de puntos de conexión, nos permitieron utilizar Pro Panel de forma productiva en muy poco tiempo. Ahora trabajamos con una cadena de procesos integrada para los diseños eléctricos".
Por ejemplo, esto mejora el preprocesamiento (externo) de los cables. Isensee: "Aquí tenemos requisitos muy especiales y utilizamos bastantes secciones transversales y colores. Estos se pueden representar fácilmente en Pro Panel. Además, la automatización del cableado aumenta la calidad y garantiza un aspecto uniforme en los armarios de control".
Siemens también ha definido normas para los componentes mecánicos de Pro Panel. "Los paneles de montaje están equipados de serie con canaletas para cables y carriles DIN, lo que significa que los ingenieros eléctricos pueden colocar los dispositivos de forma óptima según las especificaciones internas desarrolladas conjuntamente con el departamento de fabricación. Esto también mejora la calidad". Para Siemens, los cálculos de la capacidad de llenado de las canaletas de cables y las comprobaciones de colisión también son herramientas muy prácticas, por no mencionar que Pro Panel también simplifica el trabajo que conlleva el pedido de dispositivos como los terminales.
Ahorro de tiempo y dinero
Naturalmente, los ingenieros de Siemens evalúan muy detenidamente la relación entre el esfuerzo necesario y el ahorro, tanto en términos de costes como de tiempos de ejecución. Strusch: "Actualmente, la fase de planificación requiere en parte más esfuerzo. Esto se debe al mayor grado de detalle de los diseños de ingeniería eléctrica. Antes, a veces éramos un poco más rápidos con los esquemas. Pero ahora el software de Cogineer nos ayuda con eso, compensando el tiempo 'perdido'".
El equipo informa de que la carga de trabajo para el cableado se ha reducido considerablemente: "Como los técnicos reciben los cables totalmente etiquetados y montados, en algunos casos necesitamos hasta un 40% menos de tiempo para el cableado. Los cables son un poco más caros porque están preprocesados, pero el resultado final es que nos ahorran mucho esfuerzo". Los costes adicionales debidos a errores también se han reducido por las mejoras de calidad gracias al encaminamiento automático de los cables".
Auto-optimización continua
Siemens considera la introducción de Pro Panel y Cogineer, que comenzó en 2018, como un proceso continuo que aún no ha finalizado en términos de autooptimización continua. Pusch: "Proporcionamos una nueva versión de Cogineer cada mes, que también incorpora comentarios de ingeniería o datos de dispositivos modificados. A continuación, introducimos estos cambios de forma centralizada y tenemos la ventaja de no tener que cambiar ni editar cincuenta macros". El departamento de ingeniería también se beneficia de esta mejora de la calidad "instalada": "Si recibimos información de producción de que una especificación no se ha podido implementar, la adaptamos directamente en Cogineer". Los responsables del proyecto también están en contacto permanente con EPLAN: "A menudo se tienen en cuenta cosas que pedimos y se introducen como parte de nuevas funciones."
A la espera de la solución en la nube
Los ingenieros de diseño eléctrico de Siemens en Leipzig están planeando implantar el uso de ePulse, la plataforma basada en la nube para ingeniería eléctrica que permite la colaboración y el acceso a todos los proyectos. Strusch explica por qué es interesante para ellos: "Colaboramos estrechamente con otras instalaciones de Siemens en varios países, como Portugal, China y Turquía. Como fábrica principal, a menudo asumimos la planificación y parte de la ingeniería de los sistemas fabricados en estas distintas instalaciones. La normalización a través de EPLAN ya nos ha ayudado bastante en este sentido. Si ahora pudiéramos conectarnos a estos "hubs" en una plataforma de diseño común, daríamos un paso más hacia la normalización y también abriríamos nuevas oportunidades de colaboración entre instalaciones. Lo estamos deseando, sobre todo porque ya hemos podido probar la versión en la nube en el marco de una cooperación de desarrollo con EPLAN". No tendrán que esperar mucho: el correspondiente software en la nube eBuild debería estar disponible para los usuarios en junio de 2020.
The SIVACON S8 low-voltage power distribution system and motor control centre from Siemens is used in many of the company’s international infrastructure projects.
The Siemens electrical design engineers find that three-dimensional control cabinet designs with EPLAN Pro Panel offer numerous advantages.
EPLAN Cogineer enables the electrical design engineers in the Siemens facility in Leipzig, Germany, to automatically create schematics.
Configuring instead of constructing: the design methodology fundamentally changes with EPLAN Cogineer.
Fotografías: Siemens AG
