Incremento de la producción de vehículos eléctricos y baterías con soluciones escalables inteligentes

La revolución de vehículos eléctricos (EV) está en auge. Cuando usted se centra en diseñar un entorno en el que es posible proporcionar suficiente alimentación eléctrica para la creciente cantidad mundial de vehículos eléctricos, necesita tener la confianza de que podrá satisfacer este incremento de demanda mediante una estrategia de producción escalable que le permita incorporar el crecimiento desde el principio. Cualquier interrupción del suministro de baterías –o una demora en la puesta en marcha de una gigafábrica– puede descarrilar rápidamente los planes de producción de vehículos eléctricos.

Los fabricantes de baterías tienen necesidades de producción diversas, plazos de proyecto reducidos y restricciones con respecto a sus capacidades de producción. Los fabricantes de automóviles dependen de tasas maximizadas de producción de baterías para satisfacer el crecimiento exponencial de la demanda. Para ofrecer de manera continua baterías seguras de alta calidad, a menudo es necesario incorporar nueva automatización en procesos preexistentes usando herramientas de modelado y simulación para probar condiciones de producción hipotéticas fuera de línea con el fin de satisfacer los reducidos plazos del proyecto. Además, es preciso ajustarse sobre la marcha para estar a la vanguardia de la rápida evolución de la tecnología de baterías.

Como resultado, los fabricantes de vehículos eléctricos y baterías están ampliando rápidamente sus capacidades de producción mediante el desarrollo de una gigafábrica de baterías conectada. Nunca antes ha sido tan necesario desplegar una fabricación más eficaz e inteligente usando herramientas digitales de apoyo visual que puedan contribuir a acelerar los proyectos, reducir el tiempo improductivo y permitir las pruebas fuera de línea. Esto implica la construcción de enormes instalaciones de producción de baterías, que no es tarea fácil.

Agregue valor en toda su operación

¿Cómo lanzar con éxito una gigafábrica de baterías? La solución reside en unas operaciones inteligentes que marchen al unísono en su planta inteligente. Para ello, usted debe tener un sistema de ejecución de fabricación (MES) como la piedra angular de su gigafábrica conectada, como mencionamos recientemente. Un MES moderno cubre la brecha entre IT y OT puesto que habilita la conectividad de extremo a extremo y la visibilidad para ayudar a los fabricantes a optimizar las operaciones y a superar los problemas clave de la calidad.

Los negocios digitalizados responden con mayor rapidez a la demanda del mercado y un MES representa una razón crucial. Una de las características clave de un MES es la capacidad de superar los retos del ciclo de vida en el entorno digital antes de que se conviertan en problemas en el mundo real. El MES también proporciona una agilidad y flexibilidad extraordinarias al usarse con herramientas de modelado y simulación para probar escenarios de producción hipotéticos fuera de línea. Esto puede conectar sus operaciones en todas las plantas y sistemas empresariales globales, lo cual permite al personal de producción usar información en tiempo real para tomar decisiones más rápidas e inteligentes, y reducir así los tiempos de reacción.

El uso de un MES integrado le permite visualizar toda la gigafábrica y lograr operaciones inteligentes durante las etapas tempranas de su proyecto para ahorrarle tiempo y dinero a largo plazo.

Implemente la innovación digital para satisfacer la demanda

El software de simulación es imprescindible para que los fabricantes de vehículos eléctricos puedan satisfacer los plazos de proyecto reducidos, cambiar los requisitos de producción y mejorar las capacidades de producción.

Con la tendencia hacia la digitalización y la utilización de gemelos digitales, los fabricantes pueden tenerlo todo con un proceso de diseño más ágil que incorpora gemelos digitales. Un gemelo digital le permite probar con exactitud escenarios fuera de línea, lo cual habilita las mejoras continuas de los activos de larga vida útiil. Usted puede diseñar, probar y certificar máquinas y plantas con un gemelo digital, mucho antes de comprar piezas o de aumentar su personal. Esta capacidad puede mejorar la forma en la que trabaja el personal y ayudarlo a evolucionar y mantenerse al día en torno a la industria de vehículos eléctricos en rápido cambio.

Mediante el uso del software de gemelo digital Emulate3D™, los fabricantes de vehículos eléctricos y baterías pueden ampliar lo que es posible en torno al diseño y rendimiento de sus máquinas. La tecnología Emulate3D no está restringida a PLC y CAD a fin de ofrecer la mejor solución de puesta en marcha virtual a una amplia gama de usuarios. Vea cómo funciona una máquina antes de comprar las piezas. Descubra los problemas de control antes de llegar a la planta. Y transporte a su personal de la planta a un mundo virtual donde puedan recibir capacitación en los sistemas sin peligro, predecir el rendimiento futuro y simular cambios de líneas.

Demuestre y luego diseñe

Existen tres áreas clave en que Emulate3D puede usarse en el proceso de diseño de su gigafábrica. Emulate3D cuenta con diversas herramientas estándar que le permiten diseñar la configuración de su planta y llegar rápidamente al punto de tener un sistema que empieza a tomar la apariencia de algo real. Tras la fase de demostración inicial, puede crear un modelo real usando una máquina y un código estandarizados capaces de mostrar conceptos y comunicar ideas a fin de garantizar que todos los involucrados en el proyecto compartan un mismo concepto y visión.

La primera área clave es la capacidad de demostrar sus conceptos y crear experiencias visuales para todos los involucrados antes de iniciar la construcción. La satisfacción de los plazos de proyecto reducidos debe realizarse temprano en la fase de diseño. Con el software de gemelo digital es posible crear modelos conceptuales de la planta para ver cómo funciona el diseño del sistema inicial. Ya sea que intente diseñar una instalación o fortalecer su flujo de producción detallado, el software de emulación ofrece a todos los involucrados las herramientas para crear una configuración 3D del modelo conceptual y los ayuda a comprender cómo reducir el tiempo de desarrollo y la toma de decisiones mediante una descripción clara del concepto.

Escale con la simulación

Una vez aprobado su concepto modelado, la segunda área para el lanzamiento de la gigafábrica es probar el diseño simulando y experimentando en el software Emulate3D. Cuando se trata de la simulación mediante el uso de Emulate3D, hacemos referencia a un modelo autónomo que le permite hacer las cosas de manera repetida y experimentar para analizar las variables de un sistema, como por ejemplo, cómo reducir el tiempo improductivo y aumentar la producción.

Estas pruebas son esenciales, por ejemplo, al comenzar a tomar decisiones respecto a diferentes equipos. Puede que algunas piezas sean más baratas y el proceso sea más lento, o que sean más caras y el proceso sea más rápido. Tal vez esté tomando decisiones acerca de implementar o no la automatización, o de analizar sistemas para determinar si el diseño satisfará la demanda con el paso del tiempo. No es raro que un sistema tenga que satisfacer la demanda actual y futura. El software de emulación puede ayudar a determinar si la configuración actual del sistema satisfará dicha demanda sin necesidad de tiempo improductivo ni de cambios.

La ventaja es que estas pruebas pueden simularse configurando diferentes variables y ejecutando modelos, lo cual se puede llevar a cabo con rapidez o de forma deliberada según las necesidades específicas de su fábrica. El uso de modelos importables de equipos estándar típicos para manejo de materiales o de su equipo CAD personalizado le permite obtener una visibilidad en vivo de lo que sucede en términos del rendimiento del sistema.

Expansión con emulación

La tercera área para el lanzamiento de la gigafábrica tiene que ver con la prueba fuera de línea de nuevos procesos de producción, lo cual ahorrará en definitiva tiempo y dinero durante la puesta en marcha. La emulación permite a los ingenieros ejecutar sus programas en el entorno virtual con objetos de diseño asistido por computadora (CAD) en 3D para evaluar la totalidad del sistema simultáneamente sin tener que esperar a que se construya la máquina. Así podrá crear una máquina virtual que use lógica operativa real y se conecte a un sistema de control. Posteriormente podrá probar, depurar y comprobar el rendimiento de la máquina antes de ponerla en marcha. Incluso podrá emular el funcionamiento de la máquina para probar nuevas configuraciones y tipos de productos. Esto significa que las oportunidades de aplicar un gemelo digital son casi ilimitadas durante el lanzamiento de una gigafábrica.

Tras retirarse los controles lógicos de la ruta crítica del proyecto, la puesta en marcha del sistema se convierte en una lista de casillas de verificación. Por ejemplo, ¿funciona el hardware de seguridad y se realizó correctamente el cableado?

Asimismo, la emulación ofrece la posibilidad de hacer las cosas en un entorno virtual que en un entorno físico serían peligrosas, consumirían demasiado tiempo, serían demasiado caras, usarían demasiada materia prima o podrían poner en riesgo otros procesos de producción. Esto implica que usted puede probar de forma digital su sistema con mucho menos tiempo, dinero y riesgos para hacer determinaciones que pueden ser muy importantes para el lanzamiento de su gigafábrica.

Para los fabricantes de vehículos y baterías son ilimitadas las posibilidades que ofrece el software de emulación y de gemelo digital en torno al diseño de máquinas industriales y a la forma en que la tecnología puede promover la colaboración. Manténgase al día en torno a la industria automotriz cada vez más compleja y rápida explorando nuestros recursos para el sector automotriz.

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Fuente: rockwellautomation.com