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06
'26
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Nueva solución automatizada para reducir el tiempo de ensayos NVH de días a horas
La nueva solución automatizada de extracción de modelos de componentes de Siemens industrializa la extracción de fuerzas bloqueadas (blocked forces) y permite predicciones NVH a nivel de sistema más precisas mediante prototipado virtual.
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La extracción automatizada de modelos de componentes utiliza un banco de ensayo automedidor donde adaptadores rígidos de punto virtual albergan un conjunto de agitadores (shakers) y acelerómetros montados de forma permanente, junto con una unidad de control de automatización conectada a través de un amplificador y un frontal Simcenter SCADAS a un portátil con Simcenter Testlab.
La electrificación de los vehículos y la ingeniería de precisión industrial han incrementado la exigencia acústica sobre los subconjuntos electromecánicos auxiliares. Al desaparecer el ruido de enmascaramiento de los motores de combustión interna, los silbidos tonales de alta frecuencia, los órdenes de engrane y las vibraciones transmitidas por la estructura procedentes de direcciones asistidas eléctricas, bombas de gestión térmica, compresores de refrigerante y actuadores mecatrónicos se propagan directamente al habitáculo y al chasis. Tradicionalmente, predecir el comportamiento de un equipo auxiliar específico montado en el vehículo requería prototipos físicos en fases avanzadas o campañas muy especializadas y manuales de análisis de vías de transferencia (TPA). La caracterización de componentes ha sido lenta, laboriosa y dependiente del operador; las pruebas manuales con martillo de impacto o la excitación con agitadores introducían dispersión en las mediciones. Estas inconsistencias impedían a los ingenieros mecánicos obtener descriptores de componentes invariantes y fiables, afectando a la precisión del ensamblaje virtual y de los gemelos digitales. Superar estas limitaciones exige bancos de ensayo automatizados y estandarizados que combinen hardware y software, capaces de ejecutar excitaciones multieje e inversiones matriciales mediante flujos de trabajo controlados y repetibles.
Industrialización de la extracción de fuerzas bloqueadas invariantes con tecnología Bosch
Para resolver los desafíos de productividad y reproducibilidad en los ensayos de ruido, vibraciones y aspereza (NVH), Siemens presentó una solución integrada de hardware y software para la extracción automatizada de modelos de componentes, estandarizando el flujo de trabajo en estricta conformidad con la norma ISO 20270. Desarrollada en colaboración técnica con Bosch, la solución se basa en la tecnología patentada predictiveVIA de Bosch, siendo Siemens el socio exclusivo para su industrialización y comercialización.
El sistema asocia bancos de ensayo automatizados con software dedicado para optimizar la obtención de modelos de componentes listos para simulación, independientes de las condiciones de contorno de la estructura receptora. Al sustituir la excitación acústica manual por configuraciones secuenciales automatizadas de agitadores y una gestión robótica del banco, la arquitectura realiza mediciones de funciones de respuesta en frecuencia (FRF) en cuestión de horas o minutos en vez de días o semanas. Esto representa una reducción del 93 % en los tiempos de ciclo de medición y garantiza una repetibilidad del 100 % entre lotes de componentes. Esta consistencia automatizada elimina la variabilidad experimental entre operarios, lo que permite a fabricantes (OEM) y proveedores Tier-1 intercambiar caracterizaciones de fuente invariantes para incorporarlas directamente a los flujos de integración virtual, detectando componentes defectuosos o fuera de norma antes del ensamblaje físico del vehículo.
Integración con Simcenter y ensamblaje de prototipos virtuales
La plataforma de extracción automatizada de modelos de componentes se integra de forma nativa en la cartera de ensayos físicos Simcenter de Siemens, combinando el software de adquisición y procesamiento de datos Simcenter Testlab con el hardware de medición multicanal Simcenter SCADAS y los transductores de excitación acústica y estructural Simcenter Qsources.
La plataforma admite tanto la caracterización empírica basada en ensayos como las representaciones híbridas de ingeniería asistida por ordenador (CAE) para elementos como motores de tracción, cremalleras de dirección asistida eléctrica, actuadores de freno, bombas de fluidos y compresores de climatización. Una vez extraídos, los modelos invariantes de fuerzas bloqueadas se integran directamente en los flujos de trabajo de Simcenter Testlab Virtual Prototype Assembly, donde los ingenieros pueden acoplar los modelos de componentes con las funciones de transferencia estructural de subchasis y carrocerías en bruto (body-in-white). Esto posibilita una predicción precisa de indicadores clave de rendimiento (KPI) y la auralización NVH multiatributo en el simulador Simcenter Testlab NVH, permitiendo a los equipos de desarrollo evaluar modificaciones estructurales (como comparar rigideces de soportes elastoméricos o analizar nervaduras) sin recurrir a prototipos físicos de prueba.
Dado que toda la instrumentación reside en el propio banco, no se fija nada sobre el componente ensayado: cambiar una pieza consiste únicamente en desatornillar la unidad probada y atornillar la siguiente, facilitando un verdadero rendimiento de procesamiento por lotes.
Contexto adicional
Esta sección detalla especificaciones técnicas y comparativas competitivas no incluidas en el comunicado inicial del producto.
En la subestructuración dinámica y el análisis de vías de transferencia (TPA) basado en componentes, la caracterización de una fuente vibratoria activa con independencia de su estructura receptora se rige por la norma ISO 20270, que establece la determinación de fuerzas bloqueadas invariantes y descriptores de fuente. Históricamente, las fuerzas de contacto en la interfaz entre fuente y receptor variaban según la flexibilidad y la impedancia locales del banco de pruebas o de la carrocería. Las fuerzas bloqueadas evitan esta limitación al representar las fuerzas teóricas que un componente activo ejercería si estuviera anclado a una cimentación infinitamente rígida, convirtiéndose en una propiedad intrínseca del propio componente. Sin embargo, medir fuerzas bloqueadas en bancos verdaderamente rígidos resulta prácticamente inviable a frecuencias acústicas elevadas debido a las resonancias internas de la estructura portante. El método in situ formalizado en la norma ISO 20270 soluciona esto midiendo las respuestas de indicadores operativos sobre un receptor montado de forma elástica, seguido de una inversión de la matriz pasiva de funciones de respuesta en frecuencia entre los puntos virtuales de interfaz y los sensores indicadores. La transformación matemática se basa en la transformación de punto virtual (VPT), que sintetiza múltiples canales de sensores multieje alrededor de cada perno de fijación en seis grados de libertad (tres coordenadas traslacionales y tres rotacionales). Dado que la inversión de matrices es muy sensible al ruido experimental, a la pérdida de rango y a la desalineación de los sensores, la excitación robótica automatizada asegura una alta coherencia en todos los grados de libertad de la interfaz, prescindiendo de regularizaciones mal condicionadas o filtrados subjetivos.
En el sector de la ingeniería digital, los ensayos y la acústica estructural, la plataforma de Siemens compite con soluciones de ensayo especializadas de HBK (Hottinger Brüel & Kjær, con la plataforma BK Connect y los sistemas de análisis PULSE), Dewesoft y HEAD acoustics (en particular los módulos TPA de ArtemiS SUITE), así como con suites de subestructuración centradas en CAE de Altair (OptiStruct) y Ansys (Sound y Mechanical). Aunque proveedores como HBK y HEAD acoustics disponen de avanzados sistemas de adquisición multicanal y módulos de software para TPA in situ manual, sus métodos siguen dependiendo en gran medida del operador, obligando a ingenieros cualificados a posicionar manualmente martillos de impacto o reubicar agitadores electrodinámicos en decenas de puntos de excitación. Este cuello de botella manual ha impedido históricamente que los proveedores automotrices Tier-1 utilicen las fuerzas bloqueadas como métricas rutinarias de control de calidad en lotes de producción. Al integrar el flujo patentado predictiveVIA de Bosch en bancos automatizados específicos junto con el software Simcenter Testlab y el hardware SCADAS, Siemens establece un entorno de prueba industrializado y listo para usar. Esto cierra la brecha entre los ensayos acústicos físicos de final de línea y la simulación virtual temprana, permitiendo a los departamentos de ingeniería fijar especificaciones vinculantes de fuerzas bloqueadas en todas sus redes digitales de proveedores.
Editado por Romila DSilva, editora de Induportals, con asistencia de IA.
La electrificación de los vehículos y la ingeniería de precisión industrial han incrementado la exigencia acústica sobre los subconjuntos electromecánicos auxiliares. Al desaparecer el ruido de enmascaramiento de los motores de combustión interna, los silbidos tonales de alta frecuencia, los órdenes de engrane y las vibraciones transmitidas por la estructura procedentes de direcciones asistidas eléctricas, bombas de gestión térmica, compresores de refrigerante y actuadores mecatrónicos se propagan directamente al habitáculo y al chasis. Tradicionalmente, predecir el comportamiento de un equipo auxiliar específico montado en el vehículo requería prototipos físicos en fases avanzadas o campañas muy especializadas y manuales de análisis de vías de transferencia (TPA). La caracterización de componentes ha sido lenta, laboriosa y dependiente del operador; las pruebas manuales con martillo de impacto o la excitación con agitadores introducían dispersión en las mediciones. Estas inconsistencias impedían a los ingenieros mecánicos obtener descriptores de componentes invariantes y fiables, afectando a la precisión del ensamblaje virtual y de los gemelos digitales. Superar estas limitaciones exige bancos de ensayo automatizados y estandarizados que combinen hardware y software, capaces de ejecutar excitaciones multieje e inversiones matriciales mediante flujos de trabajo controlados y repetibles.
Industrialización de la extracción de fuerzas bloqueadas invariantes con tecnología Bosch
Para resolver los desafíos de productividad y reproducibilidad en los ensayos de ruido, vibraciones y aspereza (NVH), Siemens presentó una solución integrada de hardware y software para la extracción automatizada de modelos de componentes, estandarizando el flujo de trabajo en estricta conformidad con la norma ISO 20270. Desarrollada en colaboración técnica con Bosch, la solución se basa en la tecnología patentada predictiveVIA de Bosch, siendo Siemens el socio exclusivo para su industrialización y comercialización.
El sistema asocia bancos de ensayo automatizados con software dedicado para optimizar la obtención de modelos de componentes listos para simulación, independientes de las condiciones de contorno de la estructura receptora. Al sustituir la excitación acústica manual por configuraciones secuenciales automatizadas de agitadores y una gestión robótica del banco, la arquitectura realiza mediciones de funciones de respuesta en frecuencia (FRF) en cuestión de horas o minutos en vez de días o semanas. Esto representa una reducción del 93 % en los tiempos de ciclo de medición y garantiza una repetibilidad del 100 % entre lotes de componentes. Esta consistencia automatizada elimina la variabilidad experimental entre operarios, lo que permite a fabricantes (OEM) y proveedores Tier-1 intercambiar caracterizaciones de fuente invariantes para incorporarlas directamente a los flujos de integración virtual, detectando componentes defectuosos o fuera de norma antes del ensamblaje físico del vehículo.
Integración con Simcenter y ensamblaje de prototipos virtuales
La plataforma de extracción automatizada de modelos de componentes se integra de forma nativa en la cartera de ensayos físicos Simcenter de Siemens, combinando el software de adquisición y procesamiento de datos Simcenter Testlab con el hardware de medición multicanal Simcenter SCADAS y los transductores de excitación acústica y estructural Simcenter Qsources.
La plataforma admite tanto la caracterización empírica basada en ensayos como las representaciones híbridas de ingeniería asistida por ordenador (CAE) para elementos como motores de tracción, cremalleras de dirección asistida eléctrica, actuadores de freno, bombas de fluidos y compresores de climatización. Una vez extraídos, los modelos invariantes de fuerzas bloqueadas se integran directamente en los flujos de trabajo de Simcenter Testlab Virtual Prototype Assembly, donde los ingenieros pueden acoplar los modelos de componentes con las funciones de transferencia estructural de subchasis y carrocerías en bruto (body-in-white). Esto posibilita una predicción precisa de indicadores clave de rendimiento (KPI) y la auralización NVH multiatributo en el simulador Simcenter Testlab NVH, permitiendo a los equipos de desarrollo evaluar modificaciones estructurales (como comparar rigideces de soportes elastoméricos o analizar nervaduras) sin recurrir a prototipos físicos de prueba.
Dado que toda la instrumentación reside en el propio banco, no se fija nada sobre el componente ensayado: cambiar una pieza consiste únicamente en desatornillar la unidad probada y atornillar la siguiente, facilitando un verdadero rendimiento de procesamiento por lotes.
Contexto adicional
Esta sección detalla especificaciones técnicas y comparativas competitivas no incluidas en el comunicado inicial del producto.
En la subestructuración dinámica y el análisis de vías de transferencia (TPA) basado en componentes, la caracterización de una fuente vibratoria activa con independencia de su estructura receptora se rige por la norma ISO 20270, que establece la determinación de fuerzas bloqueadas invariantes y descriptores de fuente. Históricamente, las fuerzas de contacto en la interfaz entre fuente y receptor variaban según la flexibilidad y la impedancia locales del banco de pruebas o de la carrocería. Las fuerzas bloqueadas evitan esta limitación al representar las fuerzas teóricas que un componente activo ejercería si estuviera anclado a una cimentación infinitamente rígida, convirtiéndose en una propiedad intrínseca del propio componente. Sin embargo, medir fuerzas bloqueadas en bancos verdaderamente rígidos resulta prácticamente inviable a frecuencias acústicas elevadas debido a las resonancias internas de la estructura portante. El método in situ formalizado en la norma ISO 20270 soluciona esto midiendo las respuestas de indicadores operativos sobre un receptor montado de forma elástica, seguido de una inversión de la matriz pasiva de funciones de respuesta en frecuencia entre los puntos virtuales de interfaz y los sensores indicadores. La transformación matemática se basa en la transformación de punto virtual (VPT), que sintetiza múltiples canales de sensores multieje alrededor de cada perno de fijación en seis grados de libertad (tres coordenadas traslacionales y tres rotacionales). Dado que la inversión de matrices es muy sensible al ruido experimental, a la pérdida de rango y a la desalineación de los sensores, la excitación robótica automatizada asegura una alta coherencia en todos los grados de libertad de la interfaz, prescindiendo de regularizaciones mal condicionadas o filtrados subjetivos.
En el sector de la ingeniería digital, los ensayos y la acústica estructural, la plataforma de Siemens compite con soluciones de ensayo especializadas de HBK (Hottinger Brüel & Kjær, con la plataforma BK Connect y los sistemas de análisis PULSE), Dewesoft y HEAD acoustics (en particular los módulos TPA de ArtemiS SUITE), así como con suites de subestructuración centradas en CAE de Altair (OptiStruct) y Ansys (Sound y Mechanical). Aunque proveedores como HBK y HEAD acoustics disponen de avanzados sistemas de adquisición multicanal y módulos de software para TPA in situ manual, sus métodos siguen dependiendo en gran medida del operador, obligando a ingenieros cualificados a posicionar manualmente martillos de impacto o reubicar agitadores electrodinámicos en decenas de puntos de excitación. Este cuello de botella manual ha impedido históricamente que los proveedores automotrices Tier-1 utilicen las fuerzas bloqueadas como métricas rutinarias de control de calidad en lotes de producción. Al integrar el flujo patentado predictiveVIA de Bosch en bancos automatizados específicos junto con el software Simcenter Testlab y el hardware SCADAS, Siemens establece un entorno de prueba industrializado y listo para usar. Esto cierra la brecha entre los ensayos acústicos físicos de final de línea y la simulación virtual temprana, permitiendo a los departamentos de ingeniería fijar especificaciones vinculantes de fuerzas bloqueadas en todas sus redes digitales de proveedores.
Editado por Romila DSilva, editora de Induportals, con asistencia de IA.
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